جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی یکی از جدید ترین روش های جوشکاری می باشد که در صنعت های مختلفی مانند صنایع هوافضا و کشتی سازی به کار گرفته می شود. این شیوه جوشکاری، به دلیل ویژگی و مزایای بسیاری که دارد، امروزه در صنعت بسیار پرطرفدار شده است. در ادامه این مقاله همراه ما باشید تا شما را بیشتر با این روش جوشکاری فوق العاده آشنا کنیم:
فرآیند های جوشکاری را به دو دسته ذوبی و غیر ذوبی (حالت جامد) تقسیم بندی می کنند که جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی زیر مجموعه انواع جوشکاری حالت جامد می باشد. در جوشکاری های حالت جامد، بدون ایجاد مذاب اتصال بین قطعات انجام می شود. به طور کلی در جوشکاری های اصطکاکی، حرارت مورد نیاز برای ایجاد جوش، از طریق انرژی مکانیکی ناشی از اصطکاک تامین می شود. سپس هنگامی که قطعات به دلیل حرارت به وجود آمده از طریق اصطکاک، به حالت پلاستيسيته رسیدند، با اعمال فشار دو طرفه به یکدیگر متصل می شوند.
جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی چیست؟
در روش جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی (Friction Stir Welding) که به اختصار FSW نامیده می شود، از ابزاری مصرف نشدنی که دارای حرکت دورانی می باشد (یک پین با دندانه) برای ایجاد اصطکاک استفاده می شود. انرژی مکانیکی حاصل از اصطکاک تبدیل به انرژی گرمایی شده و موجب می شود تا قطعه در محل اتصال حالت پلاستیکی پیدا کند. سپس در زمان مناسب، با کمک نیروی فشار اتصال ایجاد شده مستحکم می شود.
جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی علاوه بر اینکه بازدهی انرژی بسیار بالایی دارد، با محیط زیست نیز سازگار بوده و همچنین نیازی به پوشش و فلاکس ندارد. نخستین بار از جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی در موسسه جوشکاری بریتانیا (The Welding Institute یا TWI) و به منظور جوشکاری آلیاژهای آلومینیوم استفاده شد. می توان گفت این شیوه جوشکاری در سال های اخیر بیشترین توسعه را در زمینه اتصالات داشته است.
سرعت حرکت دورانی و خطی پین و نیروی وارد شده بر ابزار، از جمله عامل های اصلی و تعیین کننده در انجام جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی می باشند. برای ایجاد اتصال به این شیوه، ابتدا قطعات را در کنار یکدیگر قرار داده و سپس پین را در محل اتصال قطعات وارد می کنند. پین در حالی که حرکات دورانی را انجام می دهد، به صورت خطی نیز در طول خط اتصال پیش می رود. بنابراین دو وظیفه اصلی گرم کردن قطعات و حرکت دادن مواد به منظور ایجاد اتصال را پین انجام می دهد.
در حالت میکروسکوپی سطح قطعات دارای برجستگی و فرو رفتگی هایی می باشد که با لایه اکسیدی نازکی پوشانده شده است. در جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی، نا همواری های سطح قطعه و همچنین ناخالصی های سطحی از بین می رود و با اعمال فشار اتصال بین سطح دو قطعه ایجاد می شود.
کاربرد های جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی
از جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی به منظور اتصال آلیاژ های آلومینیوم که جوشکاری آن ها با سایر روش های معمول دشوار است انجام می شود. با استفاده از این نوع فرآیند جوشکاری می توان اتصال را در وضعیت های مختلفی مانند لب به لب، T شکل و … انجام داد. اصلی ترین کاربرد های جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی مربوط به صنایع نیرو و هواپیما سازی می باشد. از دیگر صنایعی که جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی در آن بسیار پرکاربرد می باشد می توان به صنایع کشتی سازی و فراساحل اشاره کرد.
معایب جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی
- این روش جوشکاری را فقط می توان در کارگاه و مکان های مخصوص انجام داد و استفاده از آن به شیوه جوشکاری سیار ممکن نیست.
- وسایل و تجهیزات جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی گران قیمت می باشند.
- از روش جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی تنها می توان برای متصل نمودن قطعات استفاده کرد، در نتیجه امکان استفاده از این روش برای ساخت و اتصال سازه ها وجود ندارد.
- یکی دیگر از محدودیت ها و معایب جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی، مربوط به ضخامت قطعات می باشد. قطعات با قطر زیاد را نمی توان با استفاده از این شیوه جوشکاری متصل نمود.
مزایای جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی
- از آنجایی که در این روش جوشکاری برای ایجاد اتصال ذوب اتفاق نمی افتد، عیوب جوشکاری مربوط به ذوب نیز در جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی وجود نخواهند داشت.
- در این روش جوشکاری سرعت انجام کار بسیار بالا می باشد.
- جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی، در مقایسه با سایر روش های جوشکاری مصرف انرژی پائین تری دارد.
- در فرآیند جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی نیازی به استفاده از فلز های پرکننده و مواد مصرفی دیگر مانند الکترود و سیم جوش نیست.
- اتصالات ایجاد شده توسط جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی، کیفیت، استحکام و مقاوت بسیار بالایی دارند.
- پس از انجام عملیات جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی، نیازی به تمیزکاری نیست.
