Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - 1960, H. 42 - Friktionssvetsning, av S Hähnel
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
Friktionssvetsning
Karakteristiskt för friktionssvetsning iir det
ungefärliga jämviktstillstånd som uppnås i
kontaktzonen strax efter det att materialet blivit
plastiskt. Omedelbart intill kontaktytorna är
temperaturen (mätt med optisk pyrometer) ca
1 200°C för stål. Experimentellt har man funnit
att stålet är austenitiskt vid svetsningen.
Vidare har det visats att temperaturen inte
överstiger smältpunkten. Man kan därför anta att
teorin för friktionssvetsning står i nära
relation till teorin för kall och varm trycksvetsning.
C
Fig. 1. Exempel
på
friktionssvet-sade fogar.
621.791.06
Vid friktionssvetsning fogas två materialdelar
samman genom plastisk deformation av
fogytorna. Det erforderliga värmet erhålls genom
den friktion som uppstår när den ena delen
roterar med stor hastighet i förhållande till den
andra under det att delarna trycks mot
varandra. Denna fogningsmetod har länge
tillämpats för plaster (Tekn. T. 1946 s. 1099), men
under de senaste åren har den i Sovjetunionen
börjat användas även för metaller.
Metodens användning är begränsad till
svetsning av cirkulära fogar (fig. 1), då man annars
inte kan uppnå en tillräckligt jämn
upphettning av fogytorna.
Processens natur
Friktionssvetsning är en variant av
trycksvetsning i det att materialet upphettas till plastiskt
tillstånd (för stål 900—1 300°C). Processen
börjar med friktionsuppvärmning av ytorna.
Härvid växer friktionsmomentet tills materialet
blir plastiskt. Det växer givetvis också med
växande tryck och med växande diameter hos
det mindre av arbetsstyckena. Materialets
natur inverkar däremot obetydligt på
friktionsmomentet.
När materialet blir plastiskt avtar
friktionsmomentet till ett nästan konstant värde. När
önskad svetstemperatur uppnåtts till
tillräckligt materialdjup anbringas stukningstrycket,
varefter rotationen stoppas och svetsen bildas.
De faktorer som inverkar vid
friktionssvetsning är rotationshastigheten, värmningstrycket,
stukningstrycket och tidsintervallet mellan
anbringandet av detta och rotationens stoppande.
För att en god svets skall erhållas fordras att
dessa faktorer regleras.
Teoretisk beräkning av värmeöverföringen
under processen visar att värmeutvecklingens
intensitet i kontaktytorna beror på materialets
egenskaper, t.ex. dess friktionskoefficient,
värmeledningsförmåga och specifika värme.
Beräkningar visar att värmeutvecklingen inte är
jämn utan fördelas paraboliskt över svetsens
tvärsnitt.
Innan hela fogytorna nått plasticitet är
temperaturen högst i en cirkel, vars diameter är
två tredjedelar av ett massivt arbetsstyckes.
Efter mycket kort tid har temperaturskillnaderna
emellertid jämnats ut och i nästa fas sprids den
värmepåverkade zonen från centrum mot
periferin.
Praktisk tillämpning
Nästan alla stål, aluminium,
aluminiumlegeringar, koppar och kopparlegeringar kan
frik-tionssvetsas, åtminstone när arbetsstyckena är
av samma material. Vid hopfogning av olika
material uppstår inga svårigheter, om
värmeledningsförmågan är ungefär lika stor för
båda. Detta gäller bl.a. för många olika stål. I
andra fall kan det vara svårt att åstadkomma
goda svetsar. Koppar och stål kan emellertid
fogas samman, om den förra förvärms. Hittills
har man dock inte funnit lämpliga betingelser
för svetsning av aluminium vid stål, koppar
och andra metaller.
Maskiner
De första friktionssvetsarna gjordes i svarvar,
och man kan använda vilken som helst
lämplig maskin med ett roterande don. Enligt
uppgift kan emellertid pålitlig och ekonomisk
friktionssvetsning utföras bara i maskiner,
specialkonstruerade för ändamålet. De är av samma
typ som en enkel svarv och har en hydraulisk
press av mycket stabil konstruktion.
Svetsningen bör regleras automatiskt så att
maskinen ger optimala betingelser varje gång.
En i Tjeckoslovakien konstruerad maskin är
avsedd för svetsning av stål och
icke-järnmetaller i tvärsnitt på 300—2 000 mm2. Den
högsta stukningskraften är 20 Mp. Vid ett
utförande hålls båda arbetsstyckena i hydrauliska
chuckar, av vilka den på spindeln kan ta upp
till 200 mm långa delar, medan den andra
kan ta obegränsade längder. Maskinen används
bl.a. för svetsning av roterande verktyg
sammansatta av snabbstål och kolstål, smidda
kugghjul samt turbinhjul.
Maskinen är helautomatisk och regleras
hydrauliskt. När chuckarna gripit arbetsstyckena
arbetar maskinen enligt ett förutbestämt
schema, inklusive öppning av chuckarna efter
svetsningen och snabb återgång av tryckdonet
till utgångsläge.
I Sovjetunionen använder man i dag fyra
maskintyper, olika långt automatiserade. Två
av dem är avsedda för kontinuerlig
tillverkning av skärande verktyg. Den ena är
automatisk så när som på insättning och uttagning
av arbetsstyckena; den andra är konstruerad
för snabb anpassning till arbetsstycken med
olika dimensioner. Båda dessa maskiner
svetsar kolstål med upp till 25 mm diameter med
en hastighet av upp till 150 delar per timme.
TEKNIS*. TIDSKRIFT 19(50 H. 40 1169
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
