لحام الاحتكاك: التشغيل والآلات والتطبيقات
بعد قراءة هذه المقالة سوف تتعلم عن: - 1. مقدمة لحام الاحتكاك 2. الاعتبارات النظرية لحام الاحتكاك 3. خصائص العملية 4. الآلات والمعدات 5. المتغيرات 6. خصائص اللحام 7. تصميم مشترك 8. التطبيقات.
مقدمة لحام الاحتكاك:
في اللحام الاحتكاكي يتم تدوير قطعة واحدة ، ويتم تدوير الأخرى إلى فركها تحت حمولة محورية مما يؤدي إلى زيادة الاحتكاك وتوليد الحرارة والانضمام عندما يتم وضع القطع تحت الراحة الثابتة أو المحسنة ، كما هو مبين في الشكل 13.1. وقد استخدمت هذه العملية للانضمام إلى البوليمرات حرارية التلدن منذ عام 1945 ولكن تم الإبلاغ عن أول تطبيق ناجح لمعادن اللحام من روسيا في عام 1956.
الشكل. 13.1 تسلسل عملية لحام الاحتكاك
لا يشترط لحام الحشو أو تدفق الغاز أو التدريع في اللحام الاحتكاكي ، كما أن المفصل يشبه في مظهره تلك التي تنتجها عمليات اللحام بعصا المقاومة الكهربائية للفلاش واللحام المنبعث.
يتم لحام القطع الأسطوانية العادية مثل القضبان والأنابيب من خلال هذه العملية ولكن يمكن توسيع تطبيقه إلى الحالات التي يكون فيها أحد المكونات متناظرة ، ويمكن تدويره بشكل ملائم. تظهر الأشكال المختلفة للعملية ، كما يتم استخدامها حاليا ، في الشكل 13.2.
الطريقة أ هي أبسط وتنطبق على معظم الفولاذ في نطاق درجة الحرارة من 900 - 1300 درجة مئوية. يتم استخدام الطريقة B عند الحاجة إلى سرعات نسبية عالية لحام لقطرات العمل ذات القطر الصغير. تستخدم الطريقة C للحامات المزدوجة بين قطعتي عمل طويلتين يصعب تدويرها. تظهر الطريقة F ما يعرف باللحام الشعاعي الذي تكون فيه القوة المطبقة عموديًا على محور الدوران.
يتم ضغط الحلقة أو الجلبة الخارجية عند تسخينها ويتم دعم جدار الأنبوب بواسطة شياق متوسع داخليًا مما يمنع تغلغل المعدن المضطرب في تجويف الأنبوب. ويمكن استخدام هذه الطريقة أيضًا في أطواق اللحام على أعمدة صلبة.
يمكن استخدام الطريقة H من أجل لحام المكونات الأسطوانية على الألواح ، على سبيل المثال قضيب إلى لوحة القاعدة. توضح الطريقة G اللحام الاحتكاري للمكونات غير الدائرية ؛ في مثل هذه الحالة ، تتم محاذاة القطع بسرعة بعد توقف الحركة بحيث يتأثر الانضمام عندما تكون الحافتان في حالة البلاستيك.
الاعتبارات النظرية للحام الاحتكاك:
يرجع الفضل إلى Chudikov و Vill من روسيا في التطبيق الناجح للحام الاحتكاك للمعادن. وبطبيعة الحال ، فإن الاعتبار الأساسي للعملية يستند إلى القانون المعروف جيداً بأن قوة الاحتكاك F ، تتناسب مع الحمل الطبيعي المطبق ، L.
وهكذا،
F = µL ………… (13.1)
حيث µ هو معامل الاحتكاك الذي يزداد مع زيادة الحمل ويتوقف أيضا على السرعة. وفقا لقوة الاحتكاك في فيل يمكن التعبير عن المعادلة التالية ،
F - αA + βL …… (13.2)
حيث A هي منطقة الاتصال و α و β هي ثوابت. بالنسبة للقيم العالية للضغط ، يكون المصطلح الأول صغيراً للغاية وبالتالي فإن F = βL حيث β تساوي تقريباً µ بحيث يكون قانون الاحتكاك الأساسي جيداً.
من بداية العملية حتى اكتمال اللحام بعد تطبيق الفرامل ، تختلف قوة الاحتكاك. لدراسة آثاره على مراحل مختلفة من العملية ، يكون من المريح القيام بذلك عن طريق تحليل علاقة عزم الدوران الزمني الموضحة في الشكل 13.3. يرجع الذروة الأولية في منحنى العزم إلى احتكاك جاف ولكن بعد فترة قصيرة من المرحلة الثانية من العملية حيث يحدث النوبة والتمزق عند نقاط الاتصال العالية.
متوسط درجة الحرارة خلال المرحلة الثانية هو 100 - 200 درجة مئوية فقط. ويرجع الارتفاع السريع والطبيعة المتقلبة للمنحنى إلى التغير من احتكاك الطبقة الحدية أو الحدودية مع µ. = 0.1 إلى 0.2 إلى الاحتكاك النقي مع µ> 0.3.
قد تظهر نقاط العزم في الولايات المتحدة زيادة ، وأخيرا المعدن المصهور في نقاط الاتصال هذه وتعمل بمثابة زيوت التشحيم ويمكن أن يرتفع متوسط درجة حرارة الواجهة إلى 900 - 1100 درجة مئوية.
يتم إنتاج 13٪ فقط من إجمالي الحرارة خلال المرحلتين الأوليين (T 1 + T 2 ) بينما يتم إنتاج الباقي خلال المرحلة الثالثة (T 3 ). زيادة السرعة بدلاً من تقليل مدة العملية يزيدها كما يتضح من الشكل 13.4. ويرجع ذلك إلى أن السرعة المحسنة تؤدي إلى انخفاض كثافة التدفئة.
يتم إعطاء الطاقة الحرارية المولدة لكل وحدة مساحة لأسطح الفايكنج بالتعبير التالي:
H ≈2 PK / nR 10 2 watts / mm 2 ..................... (13.3)
أين،
H = الحرارة المتولدة ، واط / مم 2
P = الضغط المطبق ، N / mm 2
R = نصف قطر العمل ، مم
ن = دورة في الدقيقة
K = a constant = 8x 10 7 mm 2 / min 2 للفولاذ منخفض الكربون.
قد تغطي المرحلة الثانية ما يقرب من 30 - 70 ٪ من الوقت الإجمالي ؛ ومع ذلك ، فإن هذه المرحلة غير منتجة ، لذا فهي تهدف إلى تقليل الفترة الزمنية لزيادة الإنتاجية. ويتم ذلك عادة عن طريق زيادة ضغط التحامل إلى أقصى حد ممكن.
تم الإبلاغ عن أن الطاقة المطلوبة تتناسب مع الضغط المحوري وأن مدة المرحلة الثالثة تتناسب عكسيا مع الضغط المحوري. وهكذا ، وللحصول على النتائج المثلى ، يجب أن يظل الحمل المحوري منخفضًا خلال المرحلة الأولية وأن يزداد تدريجًا أو قد يتم تطبيقه على مرحلتين.
يتم التحكم في درجة الحرارة القصوى المحققة بواسطة الحمولة المحورية المطبقة حيث يتم تقشير المعدن تحت قوة محددة تحت حمولة معينة. عندما تكون لزوجة أو قوة المعدن البلاستيكي منخفض ، يتم طرد المعدن بواسطة قوة الطرد المركزي تحت حمل محوري منخفض على سبيل المثال ، في لحام النحاس.
في لحام الاحتكاك تركيبات معدنية مماثلة مثل الفولاذ المقاوم للصدأ إلى صلب الكربون ، يمكن للطائرة درجة الحرارة القصوى الابتعاد عن واجهة ؛ مع سرعة عالية تنتقل إلى الفولاذ المقاوم للصدأ بحيث نصف الفلاش هو متعلق بنظام المعدنين. في هذه الحالة ، فإن تقليل سرعة الدوران يوفر النتيجة المرجوة وبسرعة معينة تصبح الواجهة مرة أخرى مستوى درجة حرارة قصوى وبالتالي مستوى من الحد الأقصى لسلالة القص.
ربما يكون الضغط المطبق هو العامل الوحيد الأكثر أهمية حيث يتحكم في درجة الحرارة ويحدد العزم المطلوب. معدل المدخلات الحرارية يتناسب مع ناتج عزم الدوران وسرعة الدوران. يجب أن تكون سرعة الدوران على النحو الذي يتم فيه تجاوز قدر معين من الطاقة أو عتبة معينة. إذا كانت القدرة أعلى من العتبة ، فإن العملية ذاتية التنظيم.
إذا تم تطبيق قدر كبير من الطاقة ، يزيد عرض منطقة المعدن المقصلة. إذا كانت القدرة المطبقة فوق العتبة مباشرة ، فسوف يستغرق الأمر وقتاً طويلاً للوصول إلى درجة الحرارة المطلوبة وتكون المنطقة المتأثرة بالحرارة واسعة. وأهم المتغير هو ضغط الوحدة المطبق أثناء الدوران ، وترد القيم الموصى بها لبعض المعادن في الجدول 13.1.
تتراوح سرعة الانزلاق من الصفر في مركز الشغل إلى أقصى عند السطح المحيطي ، ويتم استخدام نصف القطر عند the قطر قطر الشغل في الحسابات. تؤدي فترات التسخين الأطول إلى المزيد من المواد للتزوير وللحصول على نتائج مثالية ، يجب أن تكون هناك مادة ساخنة كافية للتزوير عند توقف الدوران. يؤدي الضغط الأولي الزائد إلى الضغط المفرط للمعادن المسخنة تاركًا المعدن البارد نسبياً الذي يتم تزويره عند تطبيق ضغط الحدادة.
خصائص عملية لحام الاحتكاك:
يتم تدوير أحد قطعتي العمل بسرعة ثابتة خلال العملية ما عدا عندما يتم تطبيق الفرامل في المرحلة النهائية ؛ وبالتالي ، يشار إلى العملية على أنها لحام احتكاك مستمر للمحرك.
تشغل قطع الشغل معًا تحت الضغط من أجل وقت تسخين محدد مسبقًا أو حتى يحدث تقصير محوري محدد مسبقًا. ثم يتم فصل محرك الأقراص وتوقف دوران العمل عن طريق تطبيق الفرامل. يتم الحفاظ على الضغط المحوري أو زيادة ، لتشكيل المعادن ، حتى يبرد اللحام. يوضح الشكل 13.5 كيف تتغير معلمات العملية أثناء اللحام عند زيادة القوة في النهاية لتكوين المفصل. يمكن إجراء اللحامات في الفولاذ الطري بمجرد الحفاظ على ثابت الضغط.
مع انخفاض السرعة ، يزداد سمك الشريط البلاستيكي الساخن جداً وينخفض العزم إلى الصفر مع توقف الدوران.
آلية الترابط في لحام الاحتكاك من المعادن غير المتشابهة أكثر تعقيدا. نظرًا للاختلاط والانتشار الميكانيكي ، قد يحدث بعض التشبيك في نطاق ضيق جدًا في الواجهة. قد يكون لخصائص هذا النطاق الضيق تأثير كبير على الأداء المشترك الكلي. قد يساعد الخلط الميكانيكي والتشابك أيضًا في الترابط. وبسبب هذه التعقيدات ، فإن التنبؤ بقدرة اللحام على المعادن غير المتشابهة أمر صعب للغاية ويتعين تحديده لتطبيق معين من خلال سلسلة من الاختبارات المصممة خصيصًا لهذا الغرض.
الآلات والمعدات اللازمة لحام الاحتكاك:
المكونات الرئيسية لآلة اللحام الاحتكاكية ، كما هو موضح في الشكل 13.6.
تتضمن:
1. مدفوعة الرأس ،
2. ترتيبات لقط ،
3. آليات دوارة ومقلقة ،
4. الضوابط ،
5. آلية الكبح.
يتم تثبيت أحد قطع العمل التي يتم لحامها بإحكام في الرأس الذي يتمركز في اتجاه واحد ويتم تثبيت الآخر في ظرف مركزي يتم تثبيته على مغزل دوار والذي يتم تشغيله بواسطة محرك عادةً من خلال محرك متغير السرعة.
يجب أن يكون كوكس الدورية متوازنة بشكل جيد ، لديها قوة عالية وتوفير قوة تجتاح جيدة. تلبي الكتل الطولية هذه المتطلبات بشكل جيد وبالتالي فهي الأكثر استخدامًا.
يجب أن تكون آلية إمساك الكماشة صلبة ومقاومة للضغط التطبيقي. ينصح باستخدام فكين مسكة مسننة لضمان أقصى قدر من الموثوقية في التثبيت.
إن محاولات استخدام مخرطة اللحام بالاحتكاك لم تكن ناجحة إلى حد كبير لأنها كانت تفتقر إلى صلابة البنية والكفاءة. لم يتم تصميم المخرطة لاحتياجات التحمل من اللحام الاحتكاكي ولا يتم توفيرها مع فك الارتباط السريع لهذه العملية. أيضا ، لحالة مشكلة الكبح مطلوب لحظة منخفضة من القصور الذاتي في الأجزاء الدوارة.
مطلوبة آلات اللحام الاحتكاكية للتحكم بدقة بثلاثة متغيرات ، والمحرك المحوري ، وسرعة الدوران ، ودرجة الانزعاج. يتطلب الكربون الصلب وسبائك الفولاذ المنخفضة ضغط تشكيل من 15 - 30 نيوتن / مم 2 ، في حين يتطلب الفولاذ التنغستن ضغطًا في مجموعة من 225 - 400 نيوتن / مم 2 . هذه القيم الأخيرة قابلة للمقارنة مع الضغط المستخدم في اللحام بعقب الفلاش. عندما يكون معدل تطبيق الضغط ، من خلال نظام هيدروليكي منخفضًا ، يتم استبداله بنظام هوائي.
يجب أن تكون مدة اللحام على شريط قطره 25 مم من 5 إلى 7 ثوان. يمكن تحقيق ذلك من خلال سرعة سطح من 75 - 600 م / دقيقة والتي تقابل حوالي 1000 دورة في الدقيقة. قد تعطي السرعات الأعلى قوة تأثير أفضل وبالتالي ، تكون مرغوبة للأقسام المجوفة وسبائك عالية القوة الساخنة.
قد يكون التحكم في عملية اللحام حسب الوقت أو مدى الانزعاج. يتم تطبيق الطريقة الأخيرة بواسطة مفاتيح تبديل مرتبة لزيادة الضغط للتسبب في انزعاج بعد حدوث قدر معين من التقلص. تميل الأوقات الطويلة إلى السماح للحرارة بالانتشار مرة أخرى إلى المناطق الواقعة خلف الواجهة ، وبالتالي ينتج عنها اضطرابات شديدة تكون باهظة التكلفة بعد انتهاء العملية. من المتوقع أن تكون دقة الاضطراب في حدود 0.1 مم.
وجدت الضوابط حسب التسلسل الزمني مرضية في الحالات التي لا يمكن فيها ضمان حالة سطح ثابتة وتكون اللحامات ذات أهمية ثانوية. عند استخدام التحكم بالوقت ، يفضل استخدام سرعات دوران عالية.
يتم اختيار سرعة الفولاذ المعتدل على أساس قطر المخزون ويتم إعطاؤه من خلال التعبير:
Nd = (1.2 إلى 6.0) 10 4 ....... (13.4)
حيث n هو rpm و d هو قطر المخزون بالملليمتر.
تشير القيم الأصغر للتيار إلى اللحام بمعدلات مدخلات عالية وفي مثل هذه الحالات يجب أن يكون الحد الأعلى للصلب منخفض الكربون 2.5 × 10 4 .
يظهر في الشكل 13.7 قسم نموذجي من لحام الاحتكاك ، بين القضبان الصلبة ، مع الانزعاج. ويطلق على أقصى حد للضيق على أنه الانزعاج الظاهر في حين أن أكبر قطر ملحم يقرر مدى الغضب الحقيقي.
بالإشارة إلى الشكل أعلاه ، يمكن التعبير عن هذه القيم من خلال العلاقات التالية:
يتم توفير فرامل سريعة لوقف الدوران بسرعة في نهاية وقت التدفئة المحدد أو بعد كمية مصممة من تقصير محوري للحام. وهذا يوفر التحكم المطلوب في طول اللحام الكلي ويوسع النطاق المقبول لمتغيرات اللحام للتطبيقات الهامة. وبأقطار صغيرة ، حيث تكون السرعة عالية ، يجب استخدام الفرملة بسرعة عالية ، ويمكن تحقيق ذلك عن طريق القوابض الكهربائية أو الكبح المتحرك أو فرملة الاحتكاك. أيضا ، يمكن إجراء ترتيب لتحرير العينة الثابتة في الأصل نحو نهاية دورة التدفئة.
هناك نوعان أساسيان من الآلات:
(ط) آلات كهربائية منخفضة بمعدلات قدرة تبلغ 12 وات / مم 2 و
(2) آلات عالية القدرة ذات 35 إلى 115 W / mm 2 من المواد الملحومة.
إذا كان هناك ضغط كاف متاح ، فمن الممكن زيادة سعة الآلة باستخدام تقنية الإزاحة ، كما هو موضح في الشكل 13.8.
مشكلة:
أوجد معدل الطاقة في الماكينة إلى الاحتكاك الذي يحدثه لحام فولاذي عالي الشد (0.2٪ C ، 1٪ Cr ، 0.4٪ Ni) له درجة حرارة تزوير تبلغ 900 درجة مئوية وقوة عند درجة حرارة 125 نيوتن / مم 2 . مع سرعة دوران تبلغ 3000 دورة في الدقيقة ، يُسمح بتجميع مضلع يبلغ 2.8 مم في قطر 10 مم. نفترض أن معامل الاحتكاك ، µ = 1 ، وأنه تحت القص المستمر ، فإن قوة القص للمادة تساوي قوة الانضغاط وأن عزم الدوران يعمل عند نصف قطر قطعة العمل.
حل:
متغيرات لحام الاحتكاك :
ثلاثة متغيرات رئيسية في لحام الاحتكاك المستمر للمحرك هي:
(ط) سرعة الدوران ،
(ثانيا) الضغط المحوري ، و
(3) وقت التدفئة.
(ط) سرعة الدوران:
توفر سرعة الدوران السرعة النسبية اللازمة على الأسطح المتعرجة. وتعتمد قوته على المعدن الملحوم ، وبالنسبة للصلب ، يجب أن تكون السرعة التماسية لكل من قطع العمل الصلبة و tublar ، في حدود 75 - 110 م / دقيقة. ويؤدي النفاذ الملموس الذي يقل عن 75 دقيقة إلى عزم دوران مفرط مع مشاكل تحامل تالية ، ومعدلات غير منتظمة ومزق معدني في المفصل. آلات لحام الاحتكاك لأغراض الإنتاج ، والتعامل مع قطع العمل قطرها 50 إلى 100 مم ، وعادة ما تعمل بسرعات تتراوح بين 90 إلى 200 م / دقيقة.
تتميز سرعات الدوران العالية بأنها مفيدة في اللحام ، ولكن يجب التحكم بعناية بالضغط المحوري ووقت التسخين لتجنب ارتفاع درجة الحرارة في منطقة اللحام ، خاصة بالنسبة لإخماد الفولاذ المقاوم للصدأ للسيطرة على معدل التبريد والتكسير المحتمل.
في اللحامات المعدنية غير المتشابهة ، يمكن لسرعات دوران منخفضة أن تقلل من تكوين المركبات الفاصلة بين المعدنيات ؛ ومع ذلك بشكل عام للتحكم في جودة اللحام ، لا تعتبر سرعة الدوران معلمة حرجة.
(2) الضغط المحوري:
يتحكم الضغط المحوري المطبق في تدرج درجة الحرارة في منطقة اللحام ، والطاقة المطلوبة للآلة ، والتقصير المحوري لقطعة الشغل. يعتمد الضغط المحدد على المعادن الملحومة والتكوين المشترك. ويمكن استخدامه للتعويض عن فقدان الحرارة لجسم كبير كما هو الحال في حالة اللحامات من الأنابيب إلى tubeplate.
ﻳﺠﺐ أن ﻳﻜﻮن اﻟﻀﻐﻂ اﻟﺘﻄﺒﻴﻘﻲ ﻣﺮﺗﻔﻌﺎً ﺑﻤﺎ ﻓﻴﻪ اﻟﻜﻔﺎﻳﺔ أﺛﻨﺎء ﻣﺮﺣﻠﺔ اﻟﺘﺴﺨﻴﻦ ﺣﺘﻰ ﻳﺤﺎﻓ keep ﻋﻠﻰ اﻷﺳﻄﺢ اﻟﻤﻬﺒﻮﺷﺔ ﺑﺎﺗﺼﺎل ﻣﺒﺎﺷﺮ ﻟﺘﺠﻨﺐ اﻟﺘﺄآﺴﺪ غالباً ما يمكن تحسين خصائص المفصل إذا زاد الضغط المطبق في نهاية مرحلة التسخين.
لصنع اللحامات الصوتية في الفولاذ الخفيف ، عادة ما يكون ضغط التسخين المستخدم من 30 إلى 60 نيوتن / مم 2 في حين أن ضغط الحدادة قد يكمن في نطاق 75 إلى 150 نيوتن / مم 2 ، والقيم شائعة الاستخدام هي 55 إلى 135 نيوتن / مم 2 . ومع ذلك ، هناك حاجة إلى أعلى ضغوط تزوير لسبائك عالية القوة الساخنة مثل ، الفولاذ المقاوم للصدأ وسبائك قاعدة النيكل. إذا كان تأثير التسخين المسبق مطلوبًا من الضغط المحوري البالغ 20 نيوتن / مم 2 فيتم استخدامه مبدئيًا لفترة قصيرة ثم يتم رفعه إلى ضغط التسخين العادي.
(iii) وقت التسخين:
يتم التحكم في وقت التسخين اعتمادًا على ما إذا كان الوقت المحدد مسبقًا مسموحًا للشفاء أو يكون مدى الانزعاج المحوري ضمن الحدود المحددة.
الوقت الزائد يحد من الإنتاجية ويؤدي إلى هدر المواد ؛ في حين أن عدم كفاية الوقت قد يؤدي إلى تسخين غير متساو وكذلك أكسيد محصور ومناطق غير محزومة في الواجهة. يجب أن تكون مدة اللحام لشريط قطره 25 مم من 5 إلى 7 ثوان بسرعة دوران تبلغ 1000 دورة في الدقيقة.
خصائص لحام لحام الاحتكاك:
واحدة من الميزات الجذابة لحام الاحتكاك هي الجودة المعدنية للحام. سرعة توليد الحرارة تنتج منطقة تتأثر الحرارة لا يكاد يذكر. بسبب التحكم الجيد في درجة الحرارة وحيث أن المعدن البلاستيكي يخضع للعمل الساخن خلال مرحلة التسخين ، و العمل على البارد أثناء مرحلة الحدادة ، فإن هذا يؤدي إلى اللحام مع بنية الحبوب الدقيقة للغاية.
لا يظهر الفحص التعديني أي دليل على الذوبان لأن درجات الحرارة المقاسة للصلب عادة ما تكون في حدود 1260 إلى 1330 درجة مئوية. ومع ذلك ، سرعة لحام الاحتكاك يؤدي إلى معدلات تبريد عالية مما يؤدي إلى صلابة أعلى من منطقة اللحام. لذلك ، في معظم الأحيان ، يجب لحام اللحامات الاحتكاكية في الفولاذ الصلب ، بعد اللحام.
يتم استخدام لحام الاحتكاك مرات عديدة للانضمام إلى المعادن غير المتماثلة بهدف الاقتصاد في استخدام سبائك السبائك باهظة الثمن والسبائك عالية الحرارة. لقد ثبت أن الفولاذ المقاوم للصدأ 18/8 (Cr / Ni) هو في الواقع مصلب من 200 إلى 250 VHN على جانب الفولاذ المقاوم للصدأ بسبب انتشار الكربون فيه.
في اللحام بين 18/8 فولاذ مقاوم للصدأ و 20٪ فولاذ Cr-Mo ، تزداد صلابة فولاذ Cr-Mo من 175 إلى 405 VHN ولكن يمكن تقليله إلى 250 VHN بواسطة التلدين. ومع ذلك ، فإن صلابة الفولاذ المقاوم للصدأ لا تزال غير متأثرة بالصلب.
يمكن إنتاج اللحامات المرضية بين الألمنيوم والفولاذ المقاوم للصدأ دون تشكيل طبقة مركَّبة بين المعدن. ومع ذلك ، قد تؤدي اللحامات بين الألومنيوم والفولاذ الطري والألمنيوم والنحاس إلى تكوين مركبات بين المعادن في السطح البيني والتي يمكن تخفيضها في الحالة الأخيرة عن طريق زيادة ضغط الحدادة إلى حوالي 200 نيوتن / مم 2 .
تصميم مشترك للحام الاحتكاك:
تصميم المفصل الأساسي للحام الاحتكاك هو نفسه بالنسبة إلى اللحام بعقب الفلاش أي ، بقدر الإمكان يجب أن يتم لحام المناطق كما هو موضح في الشكل 13.9. تنشأ صعوبة لحام قسمين غير متساويين بسبب وجود أحواض حرارية مختلفة على جانبي المفصل مما ينتج عنه تسخين غير مستقر وإزعاج. في حالة وجود وصلة بين قضيب وصفيحة من نفس المادة ، يجب أن يكون سمك اللوحة ربع قطر القضيب.
الشكل. 13.9 التصاميم النموذجية المشتركة وبعض اللحام الصناعي للتطبيقات الاحتكاكية.
لا يمكن لحام قضيبين مربعين من نفس القسم لبعضهما البعض لأنه يؤدي إلى التعرض للمعدن الساخن والأكسدة اللاحقة ؛ ومع ذلك ، قد يتم لحام شريط سداسية كبير إلى قضيب دائرية أصغر حيث لا يوجد تعريض للمعدن الساخن في مثل هذه الحالة.
من أجل اللحام الناجح في اللحام ، يجب ألا يتجاوز القطر الخارجي لقطعة الشغل الآخر بأكثر من 1.33 مرة. يجب أن يكون طول الإسقاط من ظرف 20-25 ملم. لا ينبغي أن يكون طول المشبك للمكون أقل من قطر اللحام.
عندما يتم لحام فاتورة أو أنابيب إلى لوحات معظم المواد التي تشكل الفلاش يأتي من شريط أو التشحيم. هذا لأن هناك كتلة أقل في القسم الأصغر وبالتالي تخترق الحرارة في عمقها.
بالنسبة للمفاصل المخروطية ، تكون الأوجه مشطوفة بحيث تحتوي على زاوية من 45 إلى 60 درجة إلى محور الدوران ، ويفضل زوايا أكبر لمعادن ذات قوة منخفضة وذلك لدعم الدفع المحوري المطلوب لإنتاج ضغط تسخين مناسب.
يمكن تخفيف لحام المعادن غير المتشابهة من خلال ضمان تشويه كلا الجزئين بالمثل. يمكن تسهيل درجة مماثلة من التشوه عن طريق التسخين المسبق للمكون الأصعب عن طريق تسخين الاحتكاك ضد اللوحة المساعدة التي يتم إزالتها في اللحظة المناسبة يمكن أيضًا استخدام مواقد الغاز أو التدفئة التعريفي عالي التردد لهذا الغرض. لا تزال هناك طريقة أخرى لاستخدام طوق أو حامل مع شطبة داخلية توضع حول المكون الثابت الناعم من أجل احتوائها وتوجيهها نحو المادة الأصعب كما هو موضح في الشكل 13.10.
يمكن تسهيل لحام الاحتكاك من المعادن غير المتشابهة مع خصائص ميكانيكية أو حرارية مختلفة على نطاق واسع من خلال وجود مساحة أكبر من السطح للمعادن من قوة أقل أو أقل التوصيل الحراري. عندما يتعذر إزالة الفلاش ، يمكن توفير خلوص مريح له في أحد المكونات أو كلاهما.
تطبيقات لحام الاحتكاك:
يتم استخدام لحام الاحتكاك بشكل متكرر بدلاً من اللحام أو اللحام المضطرب للتطبيقات حيث يكون أحد المكونات المراد وصلها له تماثل محوري. مقارنة مع لحام الاحتكاك اللحام فلاش لديه ميزة النظافة وحمل ثابت متوازن على الأنابيب ؛ كما يمكن تثبيته مع أدوات آلية أخرى ويمكن أن يكون مؤتمتًا بسهولة لإنتاج معدل مرتفع.
تقريبا أي معدن يمكن أن يكون حار مزخرف وغير مناسب لتطبيق المحمل الجاف يمكن أن يكون ملحوم الاحتكاك؛ ومع ذلك قد تتطلب بعض المعادن المعالجة الحرارية بعد اللحام لإزالة تأثير تصلب إخماد في واجهة اللحام. سبائك اللحام الخالي من الصعب اللحام الاحتكاك لأنها غالبا ما تؤدي إلى اللحامات مع مستويات الضعف في منطقة اللحام بسبب إعادة توزيع شوائب. مثل هذه اللحامات تظهر في كثير من الأحيان قيم أقل من القوة ، ليونة ومتانة الشق.
يمكن استخدام لحام الاحتكاك للحام المواد الصلبة من قطر 5 مم إلى 100 مم أو المناطق المكافئة في الأنابيب والأنابيب. نظرًا لانضمام اللحامات الاحتكاكية إلى الحالة الصلبة ، فإنها تتمتع بأداء عالي الجودة في كل من التركيبات المماثلة وغير المتشابهة.
يمكن لحام الفولاذ الكربوني حتى 1.1٪ C بسهولة باستثناء أنواع القطع الحرة. نيكل كرول الفولاذ المقاوم للصدأ تصل إلى 18 ٪ نيلى و 8 ٪ الكروم ، ويمكن لحام الفولاذ متباينة بسهولة. قد يشمل النطاق اللحام من الفولاذ المقاوم للصدأ 18/8 إلى 2/ 4 ٪ فولاذ Cr-Mo.
لحام الفولاذ ، نظرًا لانخفاض الموصلية ومجموعة أكبر من البلاستيك ، يعد أسهل كثيرًا من لحام المعادن غير الحديدية وتركيباتها.
أكبر مستخدم منفرد لحام الاحتكاك هو صناعة السيارات من أجل الإنتاج الضخم للمكونات مثل تصنيع أغلفة المحاور للسيارات والمركبات الثقيلة. يظهر المفصل الناتج في الشكل 13.11. استخدام آخر مهم هو تصنيع التدريبات الملتوية التي يتم فيها لحام نهايات الصلب عالية السرعة من التنغستن لسقائف الفولاذ الكربوني.
أحد التطبيقات الهامة لحام الاحتكاك هو لحام ترصيع لوحات أي سمك. تطبيق آخر لهذه العملية هو إنتاج صمامات المحركات البحرية ، والصمامات التي يتم إنتاجها جيدة أو متفوقة على تلك التي تنتجها عملية تزوير. يمكن تصنيع الدفاعة الخاصة بشاحن توربيني لمحرك ديزل عن طريق اللحام الاحتكاري في عمود من الصلب الكربوني إلى فولاذ استوائي مُقاوم للحرارة من الصلب الأوستنيتي.
يمكن أيضاً تحقيق ختم الختم للأنابيب ، كما هو موضح في الشكل 12.12 ، بواسطة لحام الاحتكاك. قد تشتمل التركيبات الملحومة غير المتشابهة على الانضمام إلى الفولاذ المقاوم للصدأ إلى الزركونيوم. يوضح الشكل 13.13 إعداد الحواف لربط أنبوب الفولاذ المقاوم للصدأ بشريط الزركونيوم. للنجاح في الجمع بين توليفات معدنية مختلفة ، من الضروري استخدام سرعات دوران عالية (أكثر من 3200 دورة في الدقيقة) وذلك لتقليل سماكة المنطقة القطبية إلى الحد الأدنى.
