È la saldatura per attrito!
Conosciamoci meglio oggi!
La tecnologia di saldatura ad attrito è stata inventata dal British Welding Institute (TWI) nel 1991. L'anno successivo ha richiesto un brevetto per invenzione nel Regno Unito e ha anche richiesto la protezione del brevetto in vari paesi in tutto il mondo. Dopo la protezione e la divulgazione del brevetto, la tecnologia di saldatura ad attrito è stata utilizzata sempre più ampiamente, dapprima e principalmente nel campo delle strutture metalliche leggere come le leghe di alluminio e le leghe di magnesio. Ha anche raggiunto un certo sviluppo nel campo dei materiali ad alto punto di fusione.
Oltre ai vantaggi della normale tecnologia di saldatura ad attrito, la saldatura ad attrito può anche essere collegata in una varietà di forme di giunto e diverse posizioni di saldatura. La Norvegia ha creato la prima attrezzatura commerciale per la saldatura ad attrito al mondo, in grado di saldare piastre navali in alluminio con uno spessore di 3-15 mm e una dimensione di 6×16; nel 1998, il Laboratorio spaziale e di difesa della Boeing Company negli Stati Uniti ha introdotto la tecnologia di saldatura ad attrito, utilizzandola per saldare alcuni componenti dei razzi; McDonnell Douglas utilizza questa tecnologia anche per produrre serbatoi di propellente per il suo veicolo di lancio Delta.
Il metodo di saldatura ad attrito è lo stesso della saldatura ad attrito convenzionale. La saldatura per attrito utilizza anche il calore di attrito e il calore di deformazione plastica come fonti di calore di saldatura. La differenza è che nel processo di saldatura per attrito, un cilindro o un ago di agitazione di altra forma (come un cilindro filettato) viene inserito nel giunto del pezzo e la rotazione ad alta velocità della testa di saldatura lo fa sfregare contro il materiale del pezzo di saldatura. Di conseguenza, la temperatura del materiale nel giunto aumenta e si ammorbidisce. Allo stesso tempo, al materiale viene applicato l'attrito e l'attrito per completare la saldatura. Il processo di saldatura è mostrato nella figura "Schema di saldatura ad attrito". Durante il processo di saldatura, il pezzo deve essere fissato rigidamente sul platorello, il bordo della testa di saldatura ruota ad alta velocità e la cucitura lungo il bordo del pezzo si muove rispetto al pezzo. La sezione sporgente della testa di saldatura si estende nel materiale per attrito e agitazione. La spalla della testa saldante sfrega contro la superficie del pezzo da lavorare generando calore e serve per evitare il traboccamento del materiale plastico e allo stesso tempo può rimuovere la pellicola di ossido superficiale.
Durante il processo di saldatura, l'ago di agitazione si estende durante la rotazione nella giunzione del pezzo. Il calore di attrito tra la testa di agitazione rotante (principalmente la spalla dell'albero) e il pezzo da lavorare fa sì che il materiale davanti alla testa di saldatura subisca una forte deformazione plastica e quindi, mentre la testa di saldatura si muove, il materiale altamente deformato plasticamente si deposita gradualmente dietro la testa di agitazione , formando un cordone di saldatura per attrito. La saldatura per attrito non presenta requisiti elevati per le attrezzature. I requisiti più elementari sono il movimento rotatorio della testa di saldatura e il movimento relativo del pezzo. Anche una fresatrice può facilmente soddisfare i requisiti per la saldatura di testa di piccole lamiere piane. Tuttavia, la rigidità delle apparecchiature e dei dispositivi di saldatura è estremamente importante. La testa di miscelazione è generalmente realizzata in acciaio per utensili e la lunghezza della testa di saldatura è generalmente leggermente inferiore alla profondità di saldatura richiesta. Va notato che la saldatura ad attrito termina con un buco della serratura nell'estremità terminale. Di solito, la serratura può essere tagliata o sigillata utilizzando altri metodi di saldatura. In risposta al problema del buco della serratura, è stata sviluppata con successo una testa di miscelazione telescopica che non lascia un buco della serratura dopo la saldatura.
applicazione
Non sono necessari altri materiali di consumo per la saldatura durante il processo di saldatura, come bacchette per saldatura, fili per saldatura, flusso e gas di protezione. L'unica cosa che si consuma è l'agitatore di saldatura.
La saldatura per attrito è stata utilizzata con successo nella connessione di metalli non ferrosi. Tuttavia, a causa delle limitazioni delle caratteristiche del metodo di saldatura, esso è limitato alla saldatura di componenti strutturali semplici, come strutture diritte o strutture cilindriche, e il pezzo in lavorazione deve avere un buon supporto o imbottitura. In linea di principio, la saldatura ad attrito può essere utilizzata per la saldatura in varie posizioni, come saldatura piana, saldatura verticale, saldatura sopraelevata e saldatura verso il basso; può completare varie forme di giunti di saldatura, come giunti di testa, giunti angolari e giunti a sovrapposizione, e persino strutture con spessori variabili. Il collegamento con materiali multistrato può essere effettuato anche per la saldatura di materiali metallici dissimili.
Inoltre, la saldatura per attrito, in quanto metodo di saldatura in fase solida, provoca un minimo inquinamento ambientale prima e durante la saldatura. Il pezzo non richiede rigorosi requisiti di pulizia e preparazione della superficie prima della saldatura. L'attrito e l'agitazione durante il processo di saldatura possono rimuovere la pellicola di ossido sulla superficie della saldatura e non vi è fumo o schizzi durante il processo di saldatura. Allo stesso tempo, il rumore è basso. Poiché la saldatura ad attrito si basa solo sulla rotazione e sul movimento della testa di saldatura per saldare gradualmente l'intera saldatura, consente un maggiore risparmio energetico rispetto alla saldatura per fusione o anche alla saldatura ad attrito convenzionale.
Poiché l'apporto di calore durante la saldatura ad attrito è inferiore a quello della saldatura per fusione, non si verifica alcuna fusione del metallo in corrispondenza del giunto. È un processo di saldatura allo stato solido che mantiene le proprietà metallurgiche del metallo di base nella lega e può saldare materiali compositi a matrice metallica e solidificarsi rapidamente. Materiali che possono causare reazioni avverse se utilizzati per la saldatura per fusione.
Le principali industrie di applicazione includono l'aerospaziale, l'industria della difesa, la costruzione navale, le ferrovie e le autostrade, la produzione automobilistica e l'industria elettronica.
