پاورپوینت جوشکاری اصطکاکی (Fraction Welding)

این پاورپوینت به بررسی جوشکاری اصطکاکی، فرآیندها، مزایا و کاربردهای آن در صنایع مختلف می پردازد. این روش نوین با ویژگی های منحصر به فرد خود در صنایع هوافضا، خودروسازی و دریایی کاربرد فراوانی دارد.

مقدمه:

جوشکاری اصطکاکی یکی از روش های نوین و کارآمد در فرآیندهای اتصال فلزات است که در طی چند سال اخیر مورد توجه گسترده ای قرار گرفته است. این تکنولوژی که ابتدا توسط انستیتو جوشکاری در کمبریج انگلستان توسعه یافت، به ویژه در صنایع پیشرفته مانند هوافضا و خودروسازی کاربردهای زیادی پیدا کرده است. یکی از برجسته ترین ویژگی های این روش، بهره وری بالا و هزینه کمتر آن نسبت به روش های سنتی مانند جوشکاری با قوس الکتریکی است. برای مثال، شرکت بوئینگ از جوشکاری اصطکاکی برای ساخت راکت های دلتا استفاده کرده است و همین امر منجر به صرفه جویی میلیون ها دلار در هزینه های تولید شده است.

عوامل مؤثر در قابلیت جوشکاری:

در فرایند جوشکاری اصطکاکی، چندین عامل تأثیرگذار وجود دارند که بر کیفیت اتصال نهایی تأثیر می گذارند. این عوامل عبارتند از:

1. تماس فلزات: تماس صحیح و دقیق بین سطوح فلزات مورد جوشکاری از اهمیت زیادی برخوردار است.
2. تمیزکاری و آماده سازی سطح: پیش از شروع فرایند جوشکاری، باید سطوح قطعات به طور کامل تمیز شده و هیچ گونه آلودگی یا زنگ زدگی روی آنها نباشد.
3. پوسته گیری: این فرایند به منظور جلوگیری از تشکیل پوسته های اضافی و ناصافی در سطح جوش انجام می شود.
4. فشار پیوند خوردن: اعمال فشار مناسب در مرحله اتصال از اهمیت زیادی برخوردار است تا اتصال به طور کامل انجام شود.

تعریف جوشکاری اصطکاکی:

جوشکاری اصطکاکی یک فرآیند اتصال است که بر اساس تبدیل انرژی مکانیکی (جنبشی) به انرژی گرمایی استوار است. در این فرایند، دو قطعه فلزی به یکدیگر نزدیک می شوند و با حرکت دورانی یکی از آنها، اصطکاک بین سطوح سبب تولید گرما و ایجاد حالت پلاستیسیته در لبه های قطعات می شود. سپس با اعمال فشار نهایی، دو قطعه به هم جوش می خورند. این نوع جوشکاری معمولاً برای اتصال قطعاتی که دمای ذوب بالا دارند، بسیار کارآمد است.

طبقه بندی جوشکاری اصطکاکی:

جوشکاری اصطکاکی به طور کلی در سه نوع مختلف طبقه بندی می شود:

1. جوشکاری اصطکاکی دورانی: در این نوع، یکی از قطعات به حرکت در می آید و دیگری ثابت باقی می ماند. این نوع جوشکاری بیشتر در صنایع خودروسازی و هوافضا استفاده می شود.
2. جوشکاری اصطکاکی خطی: در این نوع، دو قطعه به طور هم زمان به حرکت در می آیند و با ایجاد اصطکاک، جوش ایجاد می شود. این فرایند معمولاً برای قطعات بزرگ و حجیم کاربرد دارد.
3. جوشکاری اصطکاکی داخلی: در این فرایند، قطعات با استفاده از تجهیزات خاص به هم جوش داده می شوند. این نوع برای اتصال قطعات با اشکال پیچیده مناسب است.

فرایند جوشکاری اصطکاکی دورانی:

جوشکاری اصطکاکی دورانی، یکی از رایج ترین روش های جوشکاری اصطکاکی است که در آن یکی از قطعات به صورت گردان در می آید. در این روش، با اعمال فشار به قطعات و ایجاد اصطکاک بین آنها، گرما تولید شده و اتصال صورت می گیرد. این نوع جوشکاری در صنایع خودروسازی، هوافضا و حتی صنایع دریایی کاربرد زیادی دارد و به دلیل مزایای فراوان خود از جمله سرعت بالا و هزینه پایین، محبوبیت زیادی پیدا کرده است.

مزایای جوشکاری اصطکاکی:

جوشکاری اصطکاکی دارای مزایای قابل توجهی است که آن را از سایر روش های جوشکاری متمایز می کند:

1. عدم نیاز به فلاکس یا روانکار: در این روش نیاز به هیچ نوع ماده اضافی مانند فلاکس یا گاز محافظ وجود ندارد، که این موضوع به طور چشمگیری هزینه های عملیاتی را کاهش می دهد.
2. جوشکاری بدون دود و گاز: برخلاف روش های سنتی، در جوشکاری اصطکاکی هیچ گونه دود یا گاز مضر تولید نمی شود، که برای محیط زیست و سلامت اپراتورها مزیت بزرگی به شمار می رود.
3. نیاز کمتر به انرژی: جوشکاری اصطکاکی انرژی کمتری نسبت به جوشکاری ذوبی مصرف می کند، که این امر به کاهش هزینه های انرژی کمک می کند.
4. پایداری بالاتر اتصال: قدرت اتصال در جوشکاری اصطکاکی به طور متوسط تا 30 درصد بیشتر از جوش های ذوبی است که این موضوع باعث افزایش استحکام و عمر مفید قطعات می شود.

محدودیت های جوشکاری اصطکاکی:

اگرچه جوشکاری اصطکاکی مزایای زیادی دارد، اما این روش محدودیت هایی نیز دارد که باید در نظر گرفته شوند:

1. ضرورت شکل هندسی خاص قطعات: در جوشکاری اصطکاکی دورانی، یکی از قطعات باید گرد باشد یا به راحتی به یک گیره متصل شود تا امکان حرکت دورانی فراهم شود.
2. مقاومت قطعه در برابر فشار و گشتاور: قطعات باید از جنسی مقاوم باشند که بتوانند فشار و گشتاور اعمال شده را تحمل کنند؛ در غیر این صورت، فرایند جوشکاری با شکست مواجه خواهد شد.

موارد استفاده جوشکاری اصطکاکی:

جوشکاری اصطکاکی به ویژه در صنایعی که نیاز به جوشکاری با کیفیت بالا و هزینه های پایین دارند، کاربرد فراوانی دارد:

1. صنعت هواپیماسازی: در این صنعت، جوشکاری اصطکاکی برای اتصال قطعات مختلف در ساخت هواپیماها و فضاپیماها به کار می رود.
2. صنعت خودروسازی: این روش برای اتصال قطعات بدنه خودروها و اجزای دیگر به کار گرفته می شود.
3. صنایع دریایی: در این صنایع نیز جوشکاری اصطکاکی برای ساخت کشتی ها و دیگر تجهیزات دریایی استفاده می شود.
4. سوخت هسته ای: در ساخت تجهیزات مرتبط با نیروگاه های هسته ای نیز جوشکاری اصطکاکی کاربرد دارد.