Friction welding: principle, advantages and applications

A 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.

This method is quite new. And, perhaps, not all specialists or amateur welders had time to get acquainted with such welding technology. Therefore, we will read the principles of its operation, advantages, disadvantages, parameters, features and varieties of this method in more detail.

In this article we will look at:

1. How Soldagem por fricção e agitação (FSW)works?
2. What types of technology exist?
3. What are the advantages and disadvantages of friction welding?

 

Application and types of Friction Stir Welding (FSW)

Generally, friction welding is commonly applicable in the following operations:

• compounds of metals and alloys with a melting point of up to 1800 degrees
• welding flat parts of the same thickness at a turned angle
• longitudinal pipe welding
• making bolts
• Replacing soldering of small parts with machined surfaces.

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 Soldagem por fricção e agitação (FSW)  são:

• 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. Low requirements for surface cleanliness. There is no need to clean the surface of the parts to be welded. The side surfaces may also be uncleaned. Similarly, this significantly saves time spent on auxiliary operations.
2. Possibility of welding various metals. The welding process allows welding both alloys and metals of the same name and dissimilar alloys. Furthermore, other welding methods are useless here. For example, it is possible to weld steel to aluminum, copper; aluminum with copper, titanium and so on.
3. Hygienic process. The welding process compares favorably with the absence of ultraviolet radiation.

Disadvantages of the Friction Stir Welding (FSW):

• Friction Stir Welding (FSW) giveslimited applicability
• bulky equipment
• Limited connection surface.

Soldagem por fricção, princípio e características:

A soldagem por fricção é um tipo de soldagem por pressão em que o aquecimento é eliminado pelo atrito causado pela rotação do produto soldado.

Devido às forças de atrito emergentes nos pontos de contato, ocorre um aquecimento muito rápido e uma transição do material para um estado plástico.

Assim, a soldagem por fricção passa por um processo em que a energia mecânica fornecida a uma das peças a serem soldadas é convertida em calor.

A soldagem por fricção é um processo que converte a energia mecânica do movimento de uma das peças em energia térmica. A rotação é o método mais comum para isso. Da mesma forma, qualquer uma das peças ou uma inserção entre elas pode girar. Ao mesmo tempo, as peças pressionam umas contra as outras por pressão constante ou crescente. Nesse caso, o aquecimento ocorre diretamente na junção das peças.

Como funciona a Friction Stir Welding (FSW)?
Soldagem por fricção e agitação (FSW) não é tão simples. Após a conclusão do processo de soldagem, ocorre o rompimento e a rotação para rapidamente.

Na zona de soldagem nas juntas das peças, ocorrem os seguintes processos: com o aumento da frequência de rotação das peças e o efeito da pressão de compressão, as superfícies de contato atritam-se.

Da mesma forma, as películas de gordura e de contato presentes nas peças em seu estado original são destruídas. Depois disso, o atrito de limite vem por atrito seco. Conseqüentemente, micropromanções individuais começam a entrar em contato umas com as outras e se deformar.

As áreas juvenis se formam, onde as ligações dos átomos da superfície não se saturam. Além disso, ligações metálicas aparecem imediatamente entre eles. Além disso, eles destroem imediatamente devido ao movimento relativo das superfícies.

Princípios de uso de soldagem por fricção para juntas

Este processo significa que se faz durante sua rotação. Além disso, criará energia térmica, como resultado da qual os materiais se combinam.

Mas não apenas uma das peças pode girar, mas também uma ferramenta especial para soldagem por fricção na forma de uma pastilha. Além disso, também contribui para uma conexão de peças de alta qualidade.

Soldagem por fricção: recursos de tecnologia

 

A soldagem por fricção é um subtipo de soldagem por pressão. A tecnologia envolve o aquecimento das peças a serem soldadas por fricção. Para isso, um deles se move (gira), enquanto solda com o outro.

Application area of Friction Stir Welding (FSW)

A 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
• aeroespacial

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

Conclusão

More recently, Soldagem por fricção e agitação (FSW) has begun its journey in shipbuilding and food processing engineering.

Abordamos um processo como a soldagem por fricção. Como você pode ver, este processo de soldagem é diferente dos outros e tem muitas vantagens. No entanto, é bastante específico e não adequado para todas as tarefas. No entanto, em muitos casos, seu uso é justificado.

 

A tecnologia demonstra eficiência e uma tendência para substituir os métodos tradicionais de soldagem em áreas como:

• para substituir juntas soldadas e rebitadas;
• Substitua a soldagem elétrica de contato;
• para restaurar produtos e ferramentas complexas;
• para soldar peças a superfícies preparadas