Friction welding: principle, advantages and applications

Friction Stir Welding (FSW) is a type of pressure welding. Here, the melt of the surfaces comes by converting the mechanical energy of the friction force of the parts into thermal energy.

Friction Stir Welding (FSW) - what is it?

Friction stir welding is a type of connection using pressure. It means that the parts to be welded will heat up as a result of friction against each other. One part remains stationary, while the other rotates, which allows the parts to connect with each other.

Deze methode is vrij nieuw. En misschien hadden niet alle specialisten of amateurlassers tijd om kennis te maken met dergelijke lastechniek. Daarom zullen we de principes van de werking, voordelen, nadelen, parameters, kenmerken en varianten van deze methode in meer detail lezen.

In dit artikel kijken we naar:

1. Hoe werkt Wrijvingsroerlassen (FSW) ?
2. Welke soorten technologie zijn er?
3. Wat zijn de voor- en nadelen van wrijvingslassen?

 

Toepassing en soorten wrijvingsroerlassen (FSW)

Over het algemeen is wrijvingslassen algemeen toepasbaar bij de volgende bewerkingen:

• verbindingen van metalen en legeringen met een smeltpunt tot 1800 graden
• lassen van vlakke delen van dezelfde dikte onder een gedraaide hoek
• longitudinaal pijplassen
• bouten maken
• Vervangen van solderen van kleine onderdelen met bewerkte oppervlakken.

Friction welding is suitable for joining contaminated parts, since it does not require their preliminary cleaning. Moreover, we remove the oxide film and grease at the beginning of mutual friction of the surfaces.
There are the following main types of friction welding:

1. oscillatory (linear)
2. with stirring, with continuous drive
3. radial
4. orbital, inertial

Advantages and disadvantages of the method

The advantages of Wrijvingsroerlassen (FSW) are:

• lower energy consumption compared to other types of welding
• Moreover, a small number of defects
• uniform structure of the weld
• the ability to accurately control the process
• Small amount of harmful emissions
• Hence, high metal utilization rate
• The ability to automate the process.

1. Lage eisen aan oppervlaktereinheid . Het oppervlak van de te lassen onderdelen hoeft niet te worden gereinigd. De zijvlakken kunnen ook vuil zijn. Evenzo bespaart dit aanzienlijk de tijd die aan hulpoperaties wordt besteed.
2. Mogelijkheid om verschillende metalen te lassen . Het lasproces maakt het mogelijk om zowel legeringen als metalen met dezelfde naam en ongelijksoortige legeringen te lassen. Bovendien zijn andere lasmethoden hier nutteloos. Zo is het mogelijk om staal op aluminium, koper te lassen; aluminium met koper, titanium enzovoort.
3. Hygiënisch proces . Het lasproces steekt gunstig af bij de afwezigheid van ultraviolette straling.

Nadelen van het Friction Stir Welding (FSW):

• Friction Stir Welding (FSW ) geeftbeperkte toepasbaarheid
• omvangrijke apparatuur
• Beperkt aansluitoppervlak.

Wrijvingslassen, principe en kenmerken:

Wrijvingslassen is een vorm van druklassen waarbij verwarming verdwijnt door wrijving veroorzaakt door de rotatie van het gelaste product.

Door de optredende wrijvingskrachten op de contactpunten treedt een zeer snelle verwarming en overgang van het materiaal in een plastische toestand op.

Wrijvingslassen gaat dus door een proces waarbij mechanische energie die aan een van de te lassen delen wordt geleverd, wordt omgezet in warmte.

Wrijvingslassen is een proces waarbij de mechanische energie van de beweging van een van de onderdelen wordt omgezet in warmte-energie. Rotatie is hiervoor de meest gebruikelijke methode. Evenzo kan een van de onderdelen of een inzetstuk daartussen roteren. Tegelijkertijd drukken de onderdelen tegen elkaar aan door constante of toenemende druk. In dit geval vindt verwarming direct plaats op de kruising van de onderdelen.

Hoe werkt Friction Stir Welding (FSW)?
Wrijvingsroerlassen (FSW)  -proces is niet zo eenvoudig. Na voltooiing van het lasproces treedt verstoring op en stopt de rotatie snel.

In de laszone bij de verbindingen van de onderdelen vinden de volgende processen plaats: met een toename van de rotatiefrequentie van de werkstukken en de invloed van drukdruk schuren de contactvlakken tegen elkaar.

Evenzo worden vette en contactfilms die in hun oorspronkelijke staat op onderdelen aanwezig zijn, vernietigd. Waarna de grenswrijving komt door droge wrijving. Daarom beginnen individuele micro-uitsteeksels met elkaar in contact te komen en te vervormen.

Juvenile areas form, where the bonds of surface atoms do not saturate. Moreover, metal bonds immediately appear between them. In addition, they immediately destroy due to the relative movement of the surfaces.

Principles of using friction stir welding for joints

This process means that one does during its rotation. Moreover, it will create thermal energy, as a result of which the materials combines with each other.

But not only one of the parts can rotate, but also a special tool for friction stir welding in the form of an insert. In addition, it also contributes to a high-quality connection of parts.

Friction welding: technology features

 

Friction welding is a subtype of pressure welding. The technology involves heating the parts to be welded using friction. For this, one of them moves (rotates), while welding with the other.

Application area of Friction Stir Welding (FSW)

Friction Stir Welding (FSW) is most widely applicable in mechanical engineering, primarily in tool production. It is also common in the assembly of internals of nuclear reactors. Friction bonding of aluminum and magnesium alloy workpieces is popular in:

• electrical engineering
• electronics and
• aerospace

The technology is also common in transport engineering. The radial method is famous in the production of equipment for the mining and processing industries.

Gevolgtrekking

More recently, Wrijvingsroerlassen (FSW) has begun its journey in shipbuilding and food processing engineering.

We hebben een dergelijk proces behandeld als wrijvingslassen. Zoals u kunt zien, verschilt dit lasproces van andere en heeft het veel voordelen. Het is echter vrij specifiek en niet geschikt voor alle taken. Toch is het gebruik ervan in veel gevallen gerechtvaardigd.

 

De technologie toont efficiëntie en de neiging om traditionele lasmethoden te vervangen op gebieden als:

• ter vervanging van gesoldeerde en geklonken verbindingen;
• Vervang contact elektrisch lassen;
• om producten en complexe tools te herstellen;
• voor het lassen van werkstukken op voorbereide oppervlakken