جوشکاری اصطکاکی (FRW)
Friction Welding
این نوع جوشکاری در زمرة پروسه های جوش حالت جامد می باشد روش های جوشکاری حالت
جامد که بیشتر متداول هستند عبارتند از:
جوشکاری اصطکاکی Friction welding
جوشکاری فشاری Pressure welding
جوشکاری آهنگری یا پتکه ای Forge welding
جوشکاری با امواج صوتی Ultrasonic welding
در جوش های حالت جامد برخلاف فرآیندهای حالت ذوبی که محل اتصال در نتیجه ذوب
موضعی دو قطعه و تداخل آنها و عمل انجماد انجام می شد، اتصال بدون تشکیل مذاب انجام
می شود.ولی ممکن است فیلمی از فلز مذاب در یک مرحله میانی از عملیات بین سطوح اتصال
ایجاد گردد اگرچه فلز مذاب معمولاً به طور کامل از جوش جدا می شود،ولی در حضور
کوتاه خود نقش مفیدی را در انجام جوش ایفا می کند.
به طور کلی جوشکاری اصطکاکی بر اساس تبدیل انرژی مکانیکی به انرژی گرمایی استوار
است که دو قسمت مورد اتصال را به هم نزدیک کرده و با ایجاد حرکت دورانی سریع یکی از
آنها بر روی دیگری و مالش و اصطکاک دو قطعه، گرمای زیادی تولید شده و موجب حالت
پلاستیسیته در لبه های اتصال می شود با فشار اعمال شده نهایی قطعات در هم فرو می
روند و اتصال ایجاد می شود.
مکانیزم اتصال :
می دانیم که سطوح در مقیاس میکروسکوپی دارای برآمدگی ها و فرورفتگی هایی هستند
و علاوه بر آن لایه اکسیدی نازک و یا ناخالصی های دیگر بر روی سطح پوشیده شده است .
هرگاه 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 می‌گیرند 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 می بایست سطح مقطع
دایره ای داشته باشد جوشکاری اصطکاکی به طور کلی به دو دسته تقسیم می شود:
الف) جوشکاری اصطکاکی لحظه ای Inertia friction
ب) جوشکاری اصطکاکی مداوم Continuous drive friction
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 می باشد زیرا
هیچ ماده filler یا پر کننده لازم ندارد و مثلاً برای جوشکاری فولاد کربنی ساده و
آلیاژی حفاظت با گاز لازم نمی باشد. جوش بدست 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.
