El principio de funcionamiento y los campos de aplicación de la soldadura por fricción.
En las operaciones de fabricación mecánica, es común que las superficies metálicas de las piezas de trabajo se adhieran y suelden entre sí debido al calor generado por la fricción, como cuando se giran piezas de trabajo en máquinas herramienta. Mediante el análisis de estos fenómenos de adhesión y soldadura, se puede comprender la esencia de la soldadura por fricción. La soldadura por fricción es un método de soldadura que utiliza el calor por fricción y el calor de deformación plástica generado por la fricción de la superficie de contacto de la pieza de trabajo para elevar la temperatura cerca de la interfaz a un rango de temperatura cercano pero inferior al punto de fusión, lo que provoca que la pieza de trabajo sufra deformación plástica. y fluir bajo presión. Esto se logra mediante la difusión y recristalización de moléculas de interfaz.
Existen muchos métodos de soldadura por fricción y, según la trayectoria de la acción de fricción y las características del proceso, los más comunes en la producción real incluyen soldadura por fricción de accionamiento continuo, soldadura por fricción con almacenamiento de energía, soldadura por fricción con control de fase, soldadura por fricción por inercia, soldadura por fricción de oruga y Soldadura por fricción por agitación. Entre ellos, la soldadura por fricción de accionamiento continuo, la soldadura por fricción de control de fase, la soldadura por fricción inercial y la soldadura por fricción de rieles dependen del movimiento de fricción relativo entre las piezas soldadas para generar energía térmica, que se denominan colectivamente soldadura por fricción tradicional. La soldadura por fricción-agitación, la soldadura por fricción integrada, la soldadura por fricción de tercer cuerpo y la soldadura por superposición por fricción son procesos de soldadura que dependen del calor generado por el movimiento de fricción relativo entre el cabezal agitador y la pieza de trabajo.
El proceso de soldadura por fricción se puede dividir a grandes rasgos en cuatro etapas:
1. La conversión de energía mecánica de fricción en energía térmica;
2. Deformación plástica de materiales;
3. Presión de forjado en condiciones termoplásticas;
4. Conclusión de la soldadura por recristalización por difusión intermolecular.
En comparación con la soldadura tradicional, la soldadura por fricción tiene menor temperatura y consumo de energía, con un consumo de energía eléctrica tan bajo como el 20% del de la soldadura tradicional. Se pueden soldar eficazmente metales iguales y diferentes. Y la precisión de la soldadura es alta. El error máximo en la longitud total de la cámara de precombustión de los motores diésel producido mediante soldadura por fricción es de ± 0,1 milímetros. La calidad de soldadura estable y la alta resistencia pueden extender en gran medida la vida útil del producto. El proceso de soldadura no es adecuado para ningún consumible de soldadura y es limpio, higiénico y libre de contaminación. Al mismo tiempo, la zona afectada por el calor es pequeña, la velocidad de soldadura es rápida y la temperatura del proceso es inferior a la temperatura de fusión, lo que reduce eficazmente los defectos de solidificación. A diferencia de la soldadura por arco tradicional, la soldadura por fricción no presenta ningún peligro como chispas, luz de arco o gases nocivos, lo que la hace más propicia para la protección de la seguridad y la salud ambiental.
Con sus características técnicas de alta calidad, eficiencia, ahorro de energía y libre de contaminación, la soldadura por fricción se ha aplicado cada vez más en campos como el aeroespacial, los vehículos de energía nuclear y la fabricación mecánica. Ha recibido gran atención por parte de los países industrializados y ha invertido una gran cantidad de fondos en el desarrollo y la aplicación de tecnología. Se cree ampliamente que la soldadura por fricción es una tecnología de soldadura fiable, reproducible y fiable.
Con el excelente rendimiento de la soldadura por fricción, esta tecnología también puede completar de manera efectiva diversas operaciones de reparación, como grietas de componentes estructurales clave, errores de posición de orificios de chapa, defectos de fundición, grietas de enfriamiento y otros problemas. La soldadura de reparación de tapones de fricción es un proceso de soldadura de estado sólido con una velocidad de soldadura rápida, una pequeña zona afectada por el calor y una resistencia de reparación que alcanza más del 90% de la resistencia del cuerpo. El proceso de reparación es totalmente automatizado, de calidad confiable y las piezas soldadas cumplen con altos requisitos de uso, lo que reduce las pérdidas económicas y programadas de material y desguace de piezas.
