سطوح در مقیاس میکروسکوپی دارای برآمدگی ها و فرورفتگی هایی هستند و علاوه بر آن لایه اکسیدی نازک یا ناخالصی های دیگر بر روی سطح پوشیده شده است. هر گاه سطوح به طور کامل در کنار هم قرار نگیرند، نیروی چسبندگی بین مولکولی بین آنها برقرار نشده و در نتیجه اتصال انجام نمی گیرد. هدف اصلی در جوشکاری اصطکاکی برطرف نمودن این ناهمواری ها و ناخالصی ها و اعمال فشار برای اتصال دو سطح است.
هنگامی که دو سطح با فشار معین بر روی هم مالیده می شوند نقاط بلند بهم برخورد کرده و از بین می روند، همزمان لایه اکسیدی برداشته شده و دو سطح فلز در تماس با یکدیگر قرار می گیرند و بدین ترتیب یک باند یا چسبندگی موقت (Seizures) به وجود می آید. با ادامه حرکت، این چسبندگی بریده شده و یک باند تازه تر به وجود می آید. بدین ترتیب انرژی مکانیکی به حرارتی تبدیل شده و به تدریج درجه حرارت سطح افزایش می یابد. بنابراین استحکام فشاری کاهش یافته و تغییر فرم پذیری راحت تر انجام می گیرد، نقاط برآمده به سرعت محو شده و سطوح در حالت چسبندگی کامل قرار می گیرند.
با فرض این که نرخ حرارت تولیدی بیشتر از حرارت فروکشی باشد درجه حرارت بالاتر رفته و حالت پلاستیکی نیز بیشتر می شود. تا جایی که استحکام فشاری قادر به تحمل نیروی فشاری نیست و سطح زیر فشار گسترده تر شده و لبه ها در هم فرو می روند و حتی کمی به بیرون بر می گردند. به خاطر حرکت چرخشی دسته کم یکی از دو قطعه در محل اتصال، باید سطح مقطع دایره ای داشته باشد. جوشکاری اصطکاکی به طور کلی به دو دسته تقسیم می شود.
البته امروز روش های پیشرفته که ترکیبی از دو تکنیک بالاست به کار می رود. هر دو نوع جوشکاری می تواند بدون توقف و به طور کامل به صورت ماشینی انجام شود و می توان پارامترهای عملیاتی را از قبل برنامه ریزی نمود. FRW برای قطعاتی که بتوان آنها را از نظر اندازه و شکل با ماشین جوش اصطکاکی تطبیق داد پروسه ای جالب است. زیرا هیچ ماده ای filler یا پر کننده لازم ندارد و مثلاً برای جوشکاری فولاد کربنی ساده و آلیاژی حفاظت با گاز لازم نیست. جوش به دست آمده از این روش کیفیت بالایی دارد و برای تولیدات انبوه مقرون به صرفه است.
با پیشرفت های انجام شده می توان جوشکاری اصطکاکی را به جای چرخش با حرکت انجام داد که باعث گسترش این پروسه و تطبیق قطعات متنوع با این پروسه شده است.برای تولید یک جوش قابل قبول پارامترهای عملیاتی از قبیل نیروی اعمالی، سرعت چرخش و زمان می تواند در رنج گسترده ای تغییر کند. نیروی اعمالی باید به مقدار کافی بزرگ باشد تا سطوح را در تماس با یکدیگر نگه دارد زمان عملیات هم باید به گونه ای باشد که اکسیداسیون سطوح به حداقل برسد.
نیروی ناکافی حرارت کمتری ایجاد می کند که منجر به عدم اتصال مناسب سطوح می‌شود. از طرف دیگر نیروی بیش از اندازه حرارت زیادی تولید می کند که منجر به ذوب شدن دو فلز می شود. به عنوان مثال برای جوشکاری فولاد نیرو در محدوده 60-30 مگاپاسکال و سرعت زاویه ای حداقل 90 متر بر دقیقه زمان گرمادهی برای قطعات کوچک از 5 تا 10 ثانیه است. زمان باید به اندازه کافی باشد تا اجازه رسانش گرمایی به بخش های مرکزی سطوح که دارای حرکت نسبی کمتری برای تولید حرارت هستند، را بدهد. از طرف دیگر افزایش زمان گرمادهی منجر به افزایش سطح مقطع اتصال و گسترش منطقه HAZ در دو طرف جوش به طور غیرعادی می شود.
|
|
|
|
| نماد اعتماد الکترونیک | نشان ملی ثبت | گواهی شامد ارشاد |
© کلیه حقوق مادی و معنوی این وب سایت متعلق به داده پردازان هومان پویان می باشد.
