Soldadura por fricción rotatoria

La soldadura por fricción rotatoria (RFW) es uno de los métodos de soldadura por fricción , cuya forma clásica utiliza el trabajo de fricción para crear una soldadura no separable . Por lo general, un elemento soldado se gira hacia el otro y se fragua (presionado por la fuerza axial). El calentamiento del material es causado por el trabajo de fricción y crea una conexión permanente. En este método se pueden soldar materiales iguales, diferentes o compuestos [1] y no metálicos. Los métodos de soldadura por fricción de se consideran a menudo como soldadura de estado sólido.

Foto histórica de la máquina de doble husillo.
Secciones transversales básicas de conexiones rotativas soldadas por fricción. [22]
Ejemplo de soldadura por fricción rotatoria estándar de modificación de la investigación que puede ser aplicable para componentes largos. [10] [8]
Ejemplo de tabla de soldabilidad de soldadura por fricción rotatoria. [22] Esta es la tabla básica porque la lista de materiales actualmente conocida es mucho mayor y los sistemas de aleación de nombre se clasifican por un sistema de números ( ANSI ) o por nombres que indican sus principales componentes de aleación ( DIN e ISO ).
Intercapa de componentes de soldadura por fricción RFW (material indirecto). [22]
Ejemplo de soldadura por fricción con volante.
Pasos de la soldadura por fricción rotatoria típica.
Etapas ejemplares del proceso típico de soldadura RFW en la tabla, [22] [30] [31] [2] pero existen modificaciones [32] [33] y luego el tiempo de las etapas no tiene este aspecto.
Proceso de soldadura simplificado en la imagen. [2]
Foto de soldadura de soldadura por fricción rotatoria. Soldar sin rebaba claramente formada. No hay destellos, pero algo parecido a la alteración es visible en el componente derecho (la línea de torsión no es visible). La escala de la pinza está en mm. En este caso, la medición de temperatura directa y en tiempo real del centro de soldadura puede resultar problemática. Se utilizó el tiempo de fricción corto.
Varillas soldadas de superaleación inconel 600 y inconel 718 después de una prueba de tracción destructiva. [25]
Foto de tubería soldada por fricción API 5L X46 con diámetro de 220 mm y espesor de pared de 8 mm. [8] El destello típico es visible en la imagen.
Junta típica de soldadura por fricción rotatoria. Materiales distintos: se sueldan el acero inoxidable y el cobre de 24 mm de diámetro y 75 mm de longitud. [37]
Varillas soldadas por fricción de aluminio AA1050 y acero inoxidable AISI 304 de 14,8 mm de diámetro. Varillas antes y después de la soldadura preparadas para ensayo de tracción. [38] El acero inoxidable AISI 304 tiene mayor resistencia que la aleación de aluminio. Por tanto, la formación de destellos se limitó únicamente al aluminio AA1050. [38]
Varillas Aluminio AA1050 y AISI 304 Acero inoxidable después de ensayo de tracción. [38] En esta foto, la ruptura ocurre en el sitio de aluminio lejos de la interfaz de unión.
La imagen muestra las zonas de soldadura en la soldadura por fricción. [39]
Componentes que se calientan con el tiempo. [22]
Flash cortado en la soldadora de soldadura por fricción rotativa.
El punto de la imagen de diseño asistido por ordenador por la ubicación de los sensores y en la foto se muestra la vista real de la máquina de soldadura de inercia de fricción (IFW) de montaje con el sensors.There está situado Linear Variable Differential Transformador (LVDT), acelerómetro triaxial, codificador, sensores láser, sensores de deformación. [41]
Solo un ejemplo para medir con los métodos de termopar de contacto.
Este es otro ejemplo de una medición, pero se puede hacer referencia. La respuesta del termopar puede ser en una docena de milisegundos , pero la punta del termopar está toda en estaño caliente, además, este termopar no tenía una cubierta para acortar el tiempo de respuesta, pero la cubierta protege el termopar. Este ejemplo no proviene de la soldadura por fricción, sino de la medición de la temperatura del estaño caliente. En este ejemplo, se utilizó hardware de código abierto Andurino + convertidor de termopar analógico a digital (ADC) MAX31855K .
Ejemplo de diagrama de medición de temperatura utilizado, por ejemplo, para la medición de soldadura en proyectos simples de estudiantes.
Ejemplo de simulación de soldadura por fricción en un software de muestra comercial dedicado para la soldadura por fricción rotatoria. También existe un software general, además de expandido, para la simulación FEM, a veces gratuito y de código abierto, pero en general requiere habilidades de los usuarios. Lista de software de elementos finitos.
Relación Hall-Petch .
Curva tensión-deformación típica de un acero con bajo contenido de carbono.
La técnica de deposición de electrodeposición de investigación de la aplicación de una capa intermedia intermedia. Las propiedades de esta capa se utilizan posteriormente para soldar. [28] Sin embargo, en este estudio, el espesor de la capa intermedia de níquel fue de 70 m (micrómetro) y en este caso solo se soldaron pequeñas varillas de 12 mm de diámetro.
Imagen de la máquina de la investigación sobre el sistema de soldadura por fricción para componentes largos de acero de tuberías con un diámetro exterior de 220 mm y un espesor de pared de 8 mm, sin embargo, se deben realizar pruebas adicionales con respecto al riesgo de fisura [8] y también una buena seguridad adicional de los usuarios y el medio ambiente si se utiliza para oleoductos: Lista de accidentes de oleoductos
Ejemplos de componentes de la máquina de soldar RFW, sin embargo, este es un ejemplo simplificado para ampliar el conocimiento, por lo que debe contener muchos errores.
También se utilizan mandril de tres mordazas y múltiples mordazas.
Mango ejemplar con pinzas ER (para pequeños diámetros de pieza).
Soldadura por fricción rotativa.