Apa itu gesekan gesekan

Pengelasan gesekan gesekan^[1](FSW) adalah teknik pengelasan serbaguna yang memanfaatkan panas yang dihasilkan oleh gesekan antara alat pengelasan yang berputar dan benda kerja untuk secara lokal plasformisasi bahan yang dilas.Saat alat bergerak di sepanjang antarmuka pengelasan, material plastis mengalir dari bagian depan alat ke belakang, membentuk lasan fase padat kompak di bawah ekstrusi alat.

FSW mampu mengelas bahan -bahan tebal seperti aluminium, baja, dan titanium dalam satu pass tanpa menginduksi tingkat tekanan termal yang tinggi, sehingga sangat cocok untuk industri yang membutuhkan lasan yang kuat dan tahan lama, seperti kedirgantaraan dan manufaktur otomotif.

[^1]: Definisi FSW oleh Peneliti Ilmiah

Siapa yang menemukan pengelasan gesekan gesekan?

Friction Stir Welding (FSW) ditemukan oleh Welding Institute (TWI) pada tahun 1991, terutama dikembangkan oleh Profesor Wayne Thomas dan timnya.Pengembangan teknologi ini didorong oleh meningkatnya permintaan dalam industri kedirgantaraan dan otomotif untuk mengelas bahan berkekuatan tinggi, seperti paduan aluminium, yang rentan terhadap cacat seperti porositas dan retak saat dilas menggunakan metode konvensional. FSW memecahkan masalah ini dengan menggunakan alat pengelasan berputar berkecepatan tinggi untuk menghasilkan panas gesekan, yang melembutkan material tanpa melelehkannya, memungkinkan untuk lasan solid-state.

Sejarah Pembangunan

•  Awal 1990 -an: Teknologi FSW dikembangkan dan awalnya diterapkan pada pengelasan paduan aluminium, terutama mendapatkan penggunaan luas dalam industri kedirgantaraan.
•  1997: NASA mengadopsi teknologi FSW dalam pembuatan tangki bahan bakar eksternal Space Shuttle, menunjukkan kemampuannya untuk aplikasi aerospace kritis.
•  2000s: Teknologi FSW diperluas ke industri otomotif, terutama dalam pengelasan bagian -bagian tubuh paduan aluminium ringan, yang mengarah ke kemajuan signifikan di lapangan.
•  2010s: Dengan peningkatan desain alat, kontrol proses, dan teknologi otomatisasi, FSW melihat aplikasi yang lebih luas, terutama di lingkungan produksi volume tinggi.
•  

Bagaimana cara kerja dan proses pengelasan gesekan?

Gesekan pekerjaan pengelasan gesekan^[1]dengan memanfaatkan panas yang dihasilkan dari gesekan antara alat berputar dan bahan yang dilas. Proses ini melibatkan beberapa komponen utama:

Alat pengelasan adalah inti dari proses FSW. Ini terdiri dari dua komponen utama: pin berputar dan bahu.

Pin biasanya silindris atau berulir, dan itu adalah bagian dari alat yang dimasukkan langsung ke dalam bahan yang akan dilas. Bahu, yang mengelilingi pin, membantu menghasilkan panas tambahan melalui gesekan saat bersentuhan dengan permukaan material.

• -Pin: PIN bertanggung jawab untuk menciptakan aksi pengadukan mekanis yang diperlukan untuk mencampur material pada sambungan. Ini juga menghasilkan sejumlah besar panas pada antarmuka antara bahan yang bergabung. Desain pin dapat bervariasi tergantung pada aplikasi pengelasan. Dalam beberapa kasus, dapat diikat untuk meningkatkan panas gesekan dan aliran material.

• -Bahu: Bahu memainkan peran penting dalam menyebarkan panas dan memberikan gesekan ekstra. Saat alat berputar, bahu bergesekan dengan permukaan benda kerja, memastikan bahwa bahan pada sambungan tetap cukup lunak untuk pencampuran tanpa menyebabkan leleh.

Alat-alat ini biasanya terbuat dari bahan yang tahan lama dan berkekuatan tinggi, seperti baja pahat atau tungsten, untuk menahan gesekan intens dan panas yang dihasilkan selama proses.

2. Generasi panas

 

Kunci untuk FSW adalah panas yang dihasilkan oleh gesekan antara pin yang berputar dan bahan benda kerja. Saat alat berputar pada kecepatan tinggi, panas gesekan diproduksi pada antarmuka alat dan material.

Panas ini terkonsentrasi di sekitar alat langsung, menaikkan suhu material ke titik di mana ia menjadi plastis tetapi tidak meleleh.

Ini adalah perbedaan penting dari metode pengelasan tradisional. Sementara sebagian besar teknik pengelasan bergantung pada melelehkan bahan untuk bergabung dengan mereka, FSW beroperasi dalam proses solid-state. Bahan -bahan tidak pernah mencapai titik lelehnya, yang meminimalkan risiko cacat seperti porositas, retakan, dan penyusutan yang umum pada lasan cair tradisional.

Dalam sebagian besar aplikasi FSW, material dipanaskan hingga suhu antara 60% dan 90% dari titik lelehnya, tergantung pada bahan yang dilas. Ini memastikan bahwa bahan tetap solid tetapi menjadi cukup lunak untuk mengalir dan mengikat.

3. Aliran material

Setelah material mencapai plastisitas yang diinginkan, alat berputar bergerak maju di sepanjang sambungan las. Saat alat berlangsung, bahan yang lunak didorong dari depan pin ke belakang, menciptakan aliran bahan yang mengisi sambungan. Pergerakan material ini sangat penting untuk proses pengelasan karena membantu untuk "menggerakkan" benda kerja, memastikan mereka dicampur secara seragam pada tingkat molekuler.

•  Aliran depan ke belakang: Bahan di dekat pin alat dilunakkan oleh gesekan dan diaduk saat pahat bergerak. Ini memungkinkan material mengalir ke arah bagian belakang alat. Gerakan kontinu memastikan bahwa sambungan dicampur secara menyeluruh dan dikonsolidasikan, menciptakan lasan yang seragam.

•  Solidifikasi: Saat alat terus bergerak, bahan di belakang pin mulai dingin dan mengeras, membentuk ikatan yang kuat. Zona yang terkena dampak panas (HAZ) dari lasan, yang terletak di kedua sisi sambungan las, mengalami perubahan minimal dalam struktur mikro, yang mengarah ke lasan yang bebas dari cacat umum yang terkait dengan metode pengelasan cair.

•  

[^1]: Pelajari tentang proses teknis dalam pengelasan gesekan, yang membedakannya dari metode pengelasan tradisional.

Pemasok heat sink Anda yang layak dipercaya di Cina

Jika Anda ingin berkonsultasi dengan insinyur profesional kami tentang persyaratan solusi termal Anda, dengan silakan kirimi kami pertanyaan Anda kepada kami, kami akan menghubungi Anda dalam satu hari busines.

Kirim pertanyaan sekarang

Keuntungan dan Kekurangan Pengelasan Gesekan Gesekan

Keuntungan FSW

Pengelasan gesekan gesekan menawarkan banyak manfaat, terutama ketika bahan pengelasan seperti aluminium, titanium, dan baja tertentu. Berikut adalah beberapa keuntungan utama:

•  Zona yang terkena dampak panas minimal (HAZ)^[1]: Proses ini menghasilkan panas yang lebih rendah dibandingkan dengan pengelasan konvensional, yang berarti struktur mikro di zona yang terkena dampak panas (HAZ) sebagian besar tidak berubah.
•  Stres residual rendah^[2]: Karena material tidak mengalami suhu tinggi dan pendinginan cepat, ada tegangan residu minimal, mengurangi kemungkinan distorsi atau retak.
•  Tidak ada bahan pengisi yang diperlukan: Tidak seperti pengelasan tradisional, FSW tidak memerlukan kawat pengisi, mengurangi biaya material dan limbah.
•  Tidak ada gas perisai: FSW tidak memerlukan gas pelindung eksternal, lebih lanjut menurunkan biaya dan menyederhanakan proses pengelasan.
•  Las Bahan yang berbeda: FSW dapat digunakan untuk mengelas bahan yang berbeda, yang seringkali merupakan tantangan dalam teknik pengelasan konvensional. Ini sangat bermanfaat untuk bergabung dengan bahan yang cenderung retak saat dilas dengan metode tradisional.
•  

Kerugian FSW

Sementara FSW menawarkan banyak keuntungan, ada juga beberapa tantangan yang harus dipertimbangkan saat menggunakan teknik ini:

•  Kekakuan peralatan: Benda kerja harus diperbaiki dengan aman selama proses untuk mencegah gerakan apa pun yang mungkin mempengaruhi kualitas las.
•  Pembentukan lubang kunci: Di akhir lasan, lubang kunci sering terbentuk, yang mungkin memerlukan pengelasan atau penyegelan tambahan.
•  Pemilihan material terbatas: Desain alat dan parameter proses seringkali terbatas pada paduan tertentu. FSW mungkin tidak ideal untuk bahan tertentu tanpa penelitian lebih lanjut atau modifikasi alat dan teknik.
•  Kecepatan las: Dalam beberapa kasus, kecepatan pengelasan lebih lambat dibandingkan dengan metode pengelasan lainnya, terutama ketika pengelasan pelat yang lebih tebal atau area yang luas dalam satu lintasan.
•  Keausan pahat: Alat pengelasan dapat dikenakan dengan cepat karena gesekan yang terlibat, yang mengarah ke biaya perawatan yang lebih tinggi.
•  

[^1]: Memahami apa zona minimal yang terkena dampak panas di FSW
[^2]: Memahami apa stres residual

Apa perbedaan antara gesekan dan gesekan pengelasan gesekan?

Pengelasan gesekan dan pengelasan gesekan adalah proses solid-state yang menggunakan panas yang dihasilkan oleh gesekan untuk bergabung dengan bahan. Namun, ada perbedaan utama antara kedua metode:

01

Pengelasan gesekan (FW)

Dalam pengelasan gesekan, dua benda kerja diputar satu sama lain di bawah tekanan sampai mereka menghasilkan panas yang cukup untuk bergabung. Bahan dipanaskan ke keadaan cair, menyebabkannya menyatu. Proses ini biasanya digunakan untuk bergabung dengan bagian silindris.

02

Gesekan gesekan (FSW)

FSW menggunakan alat berputar untuk mengaduk bahan tanpa menyebabkannya meleleh. Ini digunakan untuk bergabung dengan bahan dalam keadaan padat, yang mengarah ke sifat mekanik yang lebih baik dan struktur biji -bijian yang lebih halus. FSW lebih fleksibel dan cocok untuk bergabung dengan benda kerja yang lebih besar atau lebih kompleks.

Kesimpulan

Pengelasan gesekan gesekan adalah teknik pengelasan canggih dan efisien yang menyediakan lasan berkualitas tinggi dan tahan lama, menjadikannya ideal untuk industri seperti kedirgantaraan, otomotif, dan pembuatan kapal. Meskipun memiliki beberapa keterbatasan, keunggulannya, termasuk stres residu yang rendah dan kemampuan untuk mengelas bahan yang keras, menjadikannya solusi yang dapat diandalkan. Seiring perkembangan teknologi, aplikasi FSW diharapkan tumbuh, menjadi metode utama dalam manufaktur di masa depan.