Wat is wrijvingslassen? - Werken en toepassen?

Wat is wrijvingslassen?

Wrijvingslassen is een lastechniek in vaste toestand waarbij werkstukken worden gelast door warmte te genereren door mechanische wrijving tussen werkstukken in relatieve beweging ten opzichte van elkaar, met toevoeging van een zijdelingse kracht die "verstoord" wordt genoemd om de materialen plastisch te verplaatsen en samen te smelten.

Omdat er geen smelten optreedt, is wrijvingslassen geen smeltlasproces, maar een lastechniek in vaste toestand die meer lijkt op smeedlassen. Wrijvingslassen wordt gebruikt met metalen en thermoplasten in een breed scala aan luchtvaart- en automobieltoepassingen.

In werkelijkheid bestaat een ogenschijnlijk glad oppervlak uit vele microscopisch kleine projecties, oneffenheden genoemd. Wanneer het ene oppervlak beweegt ten opzichte van het andere, werken deze oneffenheden op elkaar in, waardoor wrijving ontstaat die de beweging weerstaat tussen twee of meer op elkaar inwerkende oppervlakken.

Interactie van deze oneffenheden door elastisch en plastisch meegeven genereert warmte. Wrijvingslassen maakt gebruik van dit fenomeen voor verbindingstoepassingen. De geïnduceerde mechanische beweging van wrijvingslassen genereert warmte, waardoor de te verbinden materialen zachter worden en stroperig worden. In de verzachte staat vermengt de mechanische beweging van het proces de materialen om een ​​binding te creëren.

De manier waarop de wrijvingswarmte en materiaalvermenging plaatsvinden is sterk afhankelijk van het gebruikte wrijvingslasproces, waarvan er vier primaire processen zijn:wrijvingsroerlassen (FSW), wrijvingsroerpuntlassen (FSSW), lineair wrijvingslassen (LFW) en roterend wrijvingslassen (RFW).

Hoe werkt wrijvingslassen?

FSW werkt met behulp van een niet-verbruikbaar gereedschap, dat wordt gedraaid en in de interface van twee werkstukken wordt gestoken. Het gereedschap wordt vervolgens door de interface bewogen en de wrijvingswarmte zorgt ervoor dat het materiaal opwarmt en zachter wordt.

Het roterende gereedschap mengt vervolgens mechanisch het verweekte materiaal om een ​​binding te produceren. FSSW is een variant van FSW en werkt door een niet-slijtvast gereedschap in twee werkstukken te roteren, in te steken en terug te trekken in twee werkstukken in een overlapverbindingsconfiguratie om een ​​"puntlas" te maken. Tijdens FSSW is er geen verplaatsing van het gereedschap door de werkstukken.

Voor LFW en RFW is geen niet-slijtvast gereedschap nodig, d.w.z. de afzonderlijke te verbinden werkstukken worden gebruikt om de wrijvingswarmte en mechanische menging te genereren. LFW werkt door het ene werkstuk lineair te oscilleren ten opzichte van het andere terwijl het onder een drukkracht staat.

De wrijving tussen de oscillerende oppervlakken produceert warmte, waardoor het interfacemateriaal zachter wordt en mechanisch mengt. RFW is vergelijkbaar met LFW, behalve dat de werkstukken vaak rond zijn en ten opzichte van elkaar worden geroteerd. Tijdens LFW en RFW worden de werkstukken doorgaans korter (“burn-off”) in de richting van de drukkracht, waardoor de flits ontstaat.

Tijdens het afbrandgrensvlak worden verontreinigingen, zoals oxiden en vreemde deeltjes, in de flits uitgestoten. Eenmaal vrij van verontreinigingen, vindt pure metaal-op-metaal-menging plaats, wat resulteert in een integrale binding. Hoewel de gegenereerde temperaturen tijdens wrijvingslassen erg heet zijn, blijft het materiaal in een vaste toestand (d.w.z. er treedt geen smelten op).

Toepassingen

Wrijvingslassen kan worden gebruikt om betere industriële rollen, buizen en assen te bouwen. Het proces wordt vaak gebruikt om deze subassemblages te vervaardigen voor industriële printers, materiaalbehandelingsapparatuur, maar ook voor auto-, ruimtevaart-, scheepvaart- en olietoepassingen.

Andere voorbeelden van componenten zijn tandwielen, asbuizen, aandrijflijnen, kleppen, hydraulische zuigerstangen, vrachtwagenrolbussen, pompassen, boren, verbindingsstangen, enz.

Voordelen van wrijvingslassen

• Maakt het samenvoegen van ongelijksoortige materialen mogelijk die normaal niet geschikt zijn voor lassen met andere verbindingsmethoden.
• Creëert een smalle, door warmte aangetaste zone
• Consistent en repetitief proces van complete metaalfusie
• Gezamenlijke voorbereiding is minimaal – zaagsnede wordt het meest gebruikt
• Snelle doorlooptijden – vergeleken met de lange doorlooptijd van smeedstukken, die momenteel 6 maanden of langer is.
• Vergroot de ontwerpflexibiliteit enorm - kies het juiste materiaal voor elk gebied van een blanco
• Geschikt voor uiteenlopende hoeveelheden - van enkele prototypes tot productie in grote hoeveelheden
• Geen vloeimiddelen, vulmateriaal of gassen vereist
• Milieuvriendelijk proces - geen rook, gassen of rook gegenereerd
• Vaste stof proces – geen kans op porositeit of slakinsluitingen
• Creëert gegoten of smeedachtige blanco's - zonder dure gereedschappen of minimale hoeveelheidsvereisten
• Vermindert machinale arbeid, waardoor de kosten voor bederfelijke gereedschappen worden verlaagd en de capaciteit wordt vergroot
• Volle oppervlaktelas geeft superieure sterkte in kritieke gebieden
• Verlaagt de grondstofkosten in bimetaaltoepassingen. Dure materialen worden alleen gebruikt waar nodig in de blanco.

Nadelen van wrijvingslassen

• Dit proces wordt alleen gebruikt voor ronde staven met dezelfde doorsnede.
• Beperkt tot hoekige en platte stootvoegen.
• De installatiekosten zijn erg hoog.
• Voorbereiding van het werkstuk is moeilijk.
• Niet-vervalsbaar materiaal kan niet worden gelast.
• Het kan alleen worden gebruikt voor kleinere onderdelen van machines; grote onderdelen zijn er niet compatibel mee.

Video over wrijvingslassen