Çoxlu qaynaq üsulları var. Onların arasında sürtünmə qaynağı kimi ekzotik bir proses var. Onun fərqləndirici xüsusiyyəti elektrodlar, qaynaq teli, qoruyucu qazlar kimi istehlak materiallarının olmamasıdır. Yeni işlənmiş üsul geniş miqyasda qəbul edilir.
Görünüş Tarixi
Sürtünmə qarışdırma qaynaqının (FSW) tarixi 1991-ci ildə başlamışdır. Bu, Britaniya Qaynaq İnstitutunun (TWI) innovativ inkişafı idi. Bir neçə il sonra texnologiya təyyarə və gəmilərin tikintisində istifadə edildi.
Yeni texnologiyanı istehsala qoyan ilk şirkətlər Norwegian Marine Aluminium və American Boeing idi. Onlar öz müəssisələrində fırlanma sürtünmə qaynağı (PCT) sahəsində təkmilləşdirmələr üzrə ixtisaslaşan ESAB konserninin qaynaq avadanlıqlarından istifadə ediblər.
2003-cü ildən bəri şirkət sürtünmə qarışdırıcı qaynaq imkanlarını davamlı olaraq tədqiq edir. Məsələn, var iditəyyarələrin, gəmilərin və dəmir yolu konteynerlərinin tikintisində istifadə olunan alüminium ərintilərinin və onların modifikasiyalarının qaynaqlanması üçün üsullar işlənib hazırlanmışdır.
Təyyarə sənayesində pərçimlənmiş birləşmələri qaynaqlı birləşmələrlə əvəz etmək mümkün olmuşdur. Üstəlik, FSW üsulu ilə qaynaq sürəti elektrik qövsünün sürətini əhəmiyyətli dərəcədə üstələyir. 6 m uzunluğunda qaynaq bir dəqiqə ərzində əmələ gələ bilər, halbuki adi qaynaq sürəti 0,5 sm qalınlığında hissə üçün yalnız 0,8-2 m/dəqdir.
Prosesin mahiyyəti
Metal birləşmələri qaynaq zonasında sürtünmə üsulu ilə qızdırılması səbəbindən baş verir. Sürtünmə qaynaqının əsas qaynaq aləti iki yarımdan ibarət metal çubuqdur: yaxa və çiyin.
Çıxan hissəsi ilə fırlanan çubuq materiala batırılır və güclü qızdırılır. Onun təchizatı çiyin ilə məhdudlaşır, iş parçasının qaynaqlanmasına imkan vermir. İstilik zonasında material öz plastisiyasını əhəmiyyətli dərəcədə artırır və çiyinlə aşağı basaraq vahid kütlə əmələ gətirir.
Növbəti addım çubuqun qaynaq zonası boyunca hərəkətidir. İrəli gedərkən, çiyin qızdırılan metal kütləsini qarışdırır və bu, soyuduqdan sonra güclü bir əlaqə yaradır.
STP keyfiyyətinə nə təsir edir
Sürtünmə ilə qarışdırma qaynağı daim inkişaf edən bir prosesdir. Ancaq artıq əlaqənin keyfiyyətinə təsir edən bir neçə parametr var:
- Alət tərəfindən yaradılan qüvvə.
- Yemək dərəcəsiqaynaq başlığı.
- Çiyin dəyəri.
- Çubuğun çevrəvi fırlanma sürəti.
- Əyilmə bucağı.
- Çubuğun qidalanma qüvvəsi.
Qaynaqlama xüsusiyyətlərinin manipulyasiyası bir-birinə bənzəməyən metalların birləşməsinə nail olmağa imkan verir. Məsələn, alüminium və litium. Litium, aşağı sıxlığı və yüksək gücü sayəsində alüminium ərintisi hissələrinin alaşımlı komponenti kimi çıxış edə bilər ki, bu da bu texnologiyanın aerokosmik sənayedə istifadəsinə imkan verir.
Sürtünmə ilə qarışdırıcı qaynaq, çətin uyğunlaşan metallardan hissələri istehsal etmək üçün istifadə edildikdə döymə, ştamplama, tökmə işlərini asanlıqla əvəz edə bilər. Məsələn, austenit və perlit strukturlu poladlar, alüminium və ya bürüncdən hazırlanmış poladlar.
Hansı sahələrdə istifadə olunur
Avtomobil sənayesi kimi sənayelər davamlı olaraq məhsulun çəkisini az altmaqla yanaşı onun möhkəmlik xüsusiyyətlərini necə artırmaq üzərində işləyirlər. Bu baxımdan, emalın mürəkkəbliyinə görə əvvəllər xarakterik olmayan yeni materialların davamlı tətbiqi var. Getdikcə alt çərçivələr və bəzən bütün korpuslar kimi struktur elementlər alüminiumdan və ya alüminiumun birləşməsindən hazırlanır.
Beləliklə, 2012-ci ildə Honda avtomobilləri üçün alt çərçivələr istehsal etmək üçün əlavə istehsal və sürtünmə ilə qarışdırıcı qaynaq tətbiq etdi. Onlar polad və alüminium birləşməsini təqdim etdilər.
Alüminiumdan bədən qaynaqlarının istehsalı zamanı metal təbəqələrin yanması baş verə bilər. Bu çatışmazlıq DYP-dən məhrumdur. Bundan başqaelektrik enerjisi sərfiyyatı 1,5-2 dəfə azalır, qaynaq məftilləri, qoruyucu qazlar kimi məsrəflərin dəyəri azalır.
Avtomobil istehsalı ilə yanaşı, STP aşağıdakı sahələrdə istifadə olunur:
- Tikinti sənayesi: alüminium dayaq trussları, körpülər.
- Dəmir yolu nəqliyyatı: çərçivələr, təkərli arabalar, vaqonlar.
- Gəmi tikintisi: arakəsmələr, konstruktiv elementlər.
- Təyyarə: yanacaq çənləri, gövdə hissələri.
- Qida sənayesi: maye məhsullar üçün müxtəlif qablar (süd, pivə).
- Elektrik istehsalı: motor korpusları, parabolik antenalar.
Alüminium ərintilərinə əlavə olaraq, sürtünmə ilə qarışdırıcı qaynaq mis birləşmələri əldə etmək üçün istifadə olunur, məsələn, sərf edilmiş radioaktiv yanacağın utilizasiyası üçün mis qabların istehsalında.
STP faydaları
FSW-nin öyrənilməsi müxtəlif ərintilər qruplarını birləşdirərkən qaynaq rejimlərini seçməyə imkan verdi. Əvvəlcə FSW-nin alüminium (660 ° C) kimi aşağı ərimə nöqtəsi olan metallarla işləmək üçün hazırlanmasına baxmayaraq, sonradan nikel (1455 ° C), titan (1670 ° C), dəmir birləşmələri üçün istifadə edilməyə başlandı. (1538 ° C).
Tədqiqatlar göstərir ki, bu yolla əldə edilən qaynaq öz strukturuna görə qaynaq ediləcək hissələrin metalına tam uyğun gəlir və daha yüksək möhkəmlik göstəricilərinə, daha az əmək xərclərinə və aşağı qalıq deformasiyaya malikdir.
Düzgünseçilmiş qaynaq rejimi aşağıdakı göstəricilərə görə qaynaq materialının və qaynaqlanan metalın uyğunluğuna zəmanət verir:
- yorğunluq gücü:
- əyilmə və dartma gücü;
- sərtlik.
Digər qaynaq növləri ilə müqayisədə üstünlüklər
STP bir çox üstünlüklərə malikdir. Onların arasında:
- Zəhərli deyil. Digər növlərdən fərqli olaraq, qaynaq zonasında ərimiş metal buxarlandığı üçün elektrik qövsünün yanması yoxdur.
- Tikişlərin əmələ gəlməsi sürəti artır, nəticədə dövriyyə daha sürətli olur.
- Enerji xərclərini yarıya endirmək.
- Qaynağın əlavə işlənməsinə ehtiyac yoxdur. Sürtünmə Karıştırma Aləti soymağa ehtiyac olmadan mükəmməl qaynaq yaradır.
- Əlavə istehlak materiallarına ehtiyac yoxdur (qaynaq naqili, sənaye qazları, axınlar).
- Başqa qaynaq növləri üçün mövcud olmayan metal birləşmələri əldə etmək imkanı.
- Təmizləmə və yağdan təmizləmə istisna olmaqla, qaynaq kənarlarının xüsusi hazırlanmasına ehtiyac yoxdur.
- GOST R ISO 857-1-2009-a uyğun olaraq sürtünmə qarışdırıcı qaynaq üçün tənzimlənən keyfiyyətə nəzarəti asanlaşdıraraq, məsamələri olmayan homojen qaynaq strukturunun əldə edilməsi.
Qaynağın keyfiyyəti necə yoxlanılır
Qaynağın keyfiyyəti iki növ nəzarətlə yoxlanılır. Birincisi, nəticədə prototipin məhv edilməsini əhatə ediriki hissənin birləşməsi. İkincisi məhv etmədən yoxlamaya imkan verir. Optik nəzarət, audiometrik müayinə kimi üsullardan istifadə olunur. Dikişin xüsusiyyətlərini pisləşdirən məsamələrin və qeyri-homogen daxilolmaların mövcudluğunu müəyyən etməyə kömək edir. Səs nəzarətinin nəticələri akustik əks-sədanın normadan kənara çıxdığı yerləri aydın şəkildə göstərən diaqramdır.
Metodun çatışmazlıqları
Sürtünmə qaynaq metodunun çoxsaylı üstünlükləri ilə yanaşı çatışmazlıqları da var:
- Hərəkətsizlik. STP kosmosda sərt şəkildə sabitlənmiş sabit hissələrin birləşməsini əhatə edir. Bu, sürtünmə qaynaq avadanlığına hərəkətsizlik kimi müəyyən xüsusiyyətlər tətbiq edir.
- Aşağı universallıq. Böyük həcmli avadanlıq eyni tip əməliyyatları yerinə yetirmək üçün konfiqurasiya edilmişdir. Bu baxımdan, qaynaq üçün cihazlar xüsusi vəzifələr üçün nəzərdə tutulmuşdur. Məsələn, konveyerdə avtomobilin yan divarlarını qaynaq etmək üçün, başqa heç nə üçün.
- Qaynaq tikişi radial quruluşa malikdir. Bu baxımdan, müəyyən deformasiya növləri ilə və ya hissə aqressiv mühitdə işlədildikdə qaynaq tikişində yorğunluq yığıla bilər.
Hərəkət prinsipinə görə STP növləri
Sürtünməyə əsaslanan qaynaq prosesləri bir neçə növə bölünə bilər:
- Xətti sürtünmə. Metodun mahiyyəti fırlanan ucun hərəkəti nəticəsində deyil, hissələrin bir-birinə nisbətən hərəkəti nəticəsində daimi əlaqə əldə etməkdir. Təmas nöqtəsində səthdə hərəkət edərək, yaradırlarsürtünmə və nəticədə yüksək temperatur. Təzyiq altında bitişik hissələr əridilir və qaynaqlı birləşmə əmələ gəlir.
- Radial qaynaq. Bu üsul böyük diametrli konteynerlərin, dəmir yolu çənlərinin istehsalı üçün istifadə olunur. Hissələrin birləşmələrinin kənardan geyindirilmiş fırlanan halqa ilə qızdırıldığına qədər qaynayır. Sürtünmə ilə ərimə nöqtəsinə yaxın bir temperatura səbəb olur. Bu texnologiyadan istifadə edən müəssisəyə misal olaraq Cheboksary tank avtomobili istehsalçısı Sespel-i göstərmək olar. Sürtünmə qaynağı qaynaq işinin böyük hissəsini tutur.
- Şap qaynağı. Bu müxtəliflik perçin bağlantısını əvəz edir. Bu tip üst-üstə düşən əlaqələr üçün istifadə olunur. Təmas nöqtəsində fırlanan pin qaynaq ediləcək hissələri qızdırır. Yüksək temperaturdan ərimə baş verir və pin içəriyə nüfuz edir. Soyuduqda güclü daimi əlaqə yaradır.
Çətinlik səviyyəsinə görə STP növləri
Sürtünmədən istifadə etməklə yerinə yetirilən qaynaq əməliyyatları planar və həcmli olaraq bölünə bilər. Bu növlər arasındakı əsas fərq ondan ibarətdir ki, birinci halda qaynaq ikiölçülü məkanda, ikincidə isə üçölçülü məkanda formalaşır.
Beləliklə, müstəvi birləşmələr üçün qaynaq avadanlığı istehsalçısı ESAB 2D LEGIO maşınını hazırlayıb. Bu, müxtəlif əlvan metallar üçün fərdiləşdirilə bilən sürtünmə qarışdırıcı qaynaq sistemidir. Müxtəlif ölçülü qruplaravadanlıq kiçik və böyük ölçülü hissələri qaynaq etməyə imkan verir. İşarəyə əsasən, LEGIO avadanlığı qaynaq başlıqlarının sayına, bir neçə eksenel istiqamətdə qaynaq etmək qabiliyyətinə görə fərqlənən bir neçə sxemə malikdir.
Kosmosda mürəkkəb mövqeləri olan qaynaq işləri üçün 3D robotlar var. Bu cür cihazlar mürəkkəb konfiqurasiyanın qaynaqlarının tələb olunduğu avtomobil konveyerlərində quraşdırılır. Belə robotlara misal olaraq ESAB-ın Rosio robotudur.
Nəticə
STP ənənəvi qaynaq növləri ilə yaxşı müqayisə edir. Onun geniş tətbiqi təkcə iqtisadi səmərə vəd etmir, həm də istehsalatda çalışan insanların sağlamlığını qoruyur.
