Dec 302012
 
Fig. 1

Fig. 1

1. Date generale
Sudarea prin frecare cu element activ rotitor este un procedeu de sudare prin presiune in stare solida derivat din sudarea prin frecare. Principiul procedeului eset ilustrat in figura 1.

Incalzirea materialului se produce prin frecarea dintre o scula care se roteste cu viteza mare si piesele de imbinat, aflate in contact.
Procedeul se preteaza pentru realizarea unor imbinari cap la cap.
Sudarea prin frecare cu element activ rotitor este o dezvoltare recenta (dupa 1990) care s-a bucurat de o atentie deosebita din partea utilizatorilor.

Procedeul are urmatoarele caracteristici favorabile:
a. Sub aspect calitativ (metalurgic)
- proces de sudare în fază solidă;
- deformatii reduse;
- lipsa pierderilor în elemente de aliere;
- structură metalurgică fină;
- lipsa fisurilor, incluziunilor de gaze.

b. Sub aspect economic
- consum energetic redus;
- nu necesită materiale de adaos;
- productivitatea ridicată (viteze de sudare 0,1 – 12 m/min);
- reducerea lucrărilor de pregătire (ante si postsudare);
- cheltuieli de personal reduse;
- sudare dintr-o singură parte (max. 60 – 75 mm grosime).
c. Proces de sudare ecologic
- nu necesită gaze de protectie;
- lipsa noxelor si a radiatiilor.

2. Echipamente de sudare

Echipamente de sudare

+Click marire Fig.2,3

In figura 2 se prezinta un echipament de sudare universal. Un astfel de echipament este asemanator din punct de vedere al constructiei si functionarii cu o masina de frezat. De altfel, o masina de frezat poate fi utilizata pentru sudarea cu acest procedeu.

In practica se utilizeaza, mai ales, echipamente specializate de sudare pentru aplicatii specifice. Un astfel de echipament destinat sudarii unor containere din cupru pentru deseuri radioactive este prezentat in figura 3.

Elementul principal al echipamentuluie este scula de sudare (pin). Aceasta se executa dintr-un material; rezistent la uzare ca , de exemplu, wolfram sau, la solicitari mari, nitrura de bor policristalina, PCBN. In figura 4 si figura 5 se prezinta doua scule de sudare, realizate din wolfram, respectiv PCBN.

Scula are un varf cu o geometrie data (cilindrica, conica etc) care patrunde in material.

+ Click marire Fig, 4,5

Echipamentele de sudare sunt foarte scumpe si ele contin, mai ales in cazul imbinarii unor elemente de grosime relativ mare, structuri extrem de rigide, adecvate solicitarilor care apar in timpul procesului de sudare.

3. Recomandari tehnologice
Parametrii principali de sudare sunt:
- forma constructivă si geometria elementului activ;
- viteza de rotație a uneltei, n ( sute rot/min);
- viteza de avans la sudare, v.
Procesul de sudare este influentat si de:
- poziționarea pinului față de linia îmbinării;
- adâncimea de pătrundere;
- lungimea pinului uneltei;
- condițiile de răcire datorate plăcii suport;
- materialul si condițiile de răcire a uneltei.
Sudarea prin frecare cu element activ rotitor se aplica pentru realizarea exclusiv a unor imbinari sudate cap la cap cu rost neprelucrat (in I). Deschiderea rostului este teoretic zero.
Nu este necesara o prelucrare a suprafetelor inainte de sudare.
In general, pot fi sudate elmente cu grosimea 0,1 -75 mm.
Avand in vedere potentialul imens de aplicare, cat si particularitațile specific ale acestui procedeu au fost elaborate standarde specifice ca:
ISO 25239-1:2011 Friction stir welding – Aluminium – Part 1: Vocabulary
ISO 25239-2:2011 Friction stir welding – Aluminium – Part 2: Design of weld joints
ISO 25239-3:2011 Friction stir welding – Aluminium – Part 3: Qualification of welding operators
ISO 25239-5:2011 Friction stir welding – Aluminium – Part 5: Quality and inspection requirements.

4. Materiale sudabile
Procedeul a fost dezvolta pentru imbinarea aluminiului, aplicatiile fiind extinse si la magneziu. O data cu dezvoltarea unor scule corespunzatoare (cu o durata de viata acceptabila) au fost asigurate conditiile de utilizare a procedeului si la sudarea altor materiale: cupru, titan, oteluri, precum si a unor combinatii de materiale ca Al+Cu, Cu+alamă, Al+Mg, Mg+alama.

Aplicații
Principalele aplicatii se refera la elemente din aluminiu, magneziu, cupru.
Procedeul este aplicat in prezent cu succes in diferite sectoare industriale aducand avantaje remarcabile, atat sub aspect calitativ, cat si economic in comparatie cu alte procedeele de sudare constructiile.
Aplicatii actuale ale procedeului se regasesc in diferite sectoare industriale:
- constructii navale – pentru panouri pentru platforme, pereți, plansee; hale si suprastructuri; platforme de aterizare pentru elicoptere; instalații de refrigerare; platforme maritime, etc.

Panouri sudate pentru aplicatii navale

panourinav

- constructii auto – pentru caroserii, motoare si sasiuri, bandaje de roți, componente de autocamioane, macarale mobile de la vehiculele de transport, rezervoare de combustibil, remorci, cadre de motociclete si biciclete;
- aeronautica – pentru fuselaje; podele; aripi; lonjeroane; rezervoare de combustibil;
- vehicule de transport feroviar – pentru componente trenuri de mare viteză, usi exterioare si interioare vagon, sasiuri, containere, cisterne pentru trenuri de marfă;
- constructii civile si industriale – pentru componente poduri de aluminiu, panouri de fațade, cadre de ferestre, conducte din aluminiu, scări interioare si exterioare, pasaje pietonale între clădiri.

*Toate articolele de la sectiunea Ingineria Sudarii sunt utile in promovarea examenului IWE/IWI            ISIM Timisoara

  One Response to “Sudarea prin frecare cu element activ rotitor”

 Leave a Reply

(required)

(required)

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>