Le principe de fonctionnement et les domaines d'application du soudage par friction

Dans les opérations de fabrication mécanique, il est courant que les surfaces métalliques des pièces adhèrent et se soudent ensemble en raison de la chaleur générée par la friction, par exemple lors du tournage de pièces sur des machines-outils. Grâce à l’analyse de ces phénomènes d’adhésion et de soudage, l’essence du soudage par friction peut être comprise. Le soudage par friction est une méthode de soudage qui utilise la chaleur de friction et la chaleur de déformation plastique générées par le frottement de la surface de contact de la pièce pour élever la température près de l'interface à une plage de température proche mais inférieure au point de fusion, provoquant une déformation plastique de la pièce. et s'écoule sous pression. Ceci est réalisé grâce à la diffusion et à la recristallisation des molécules d’interface.

Il existe de nombreuses méthodes de soudage par friction et, en fonction de la trajectoire de l'action de friction et des caractéristiques du processus, les plus courantes dans la production réelle comprennent le soudage par friction à entraînement continu, le soudage par friction à stockage d'énergie, le soudage par friction à contrôle de phase, le soudage par friction à inertie, le soudage par friction sur piste et remuer le soudage par friction. Parmi eux, le soudage par friction à entraînement continu, le soudage par friction à contrôle de phase, le soudage par friction inertielle et le soudage par friction des rails reposent sur le mouvement de friction relatif entre les pièces soudées pour générer de l'énergie thermique, qui sont collectivement appelés soudage par friction traditionnel. Le soudage par friction malaxage, le soudage par friction intégré, le soudage par friction sur un troisième corps et le soudage par superposition par friction sont des procédés de soudage qui reposent sur la chaleur générée par le mouvement de friction relatif entre la tête d'agitation et la pièce à usiner.

Le processus de soudage par friction peut être grossièrement divisé en quatre étapes :

1. La conversion de l’énergie mécanique de friction en énergie thermique ;

2. Déformation plastique des matériaux ;

3. Pression de forgeage dans des conditions thermoplastiques ;

4. Conclusion du soudage par recristallisation par diffusion intermoléculaire.

Par rapport au soudage traditionnel, le soudage par friction a une température et une consommation d'énergie inférieures, avec une consommation d'énergie électrique aussi faible que 20 % du soudage traditionnel. Des métaux identiques ou différents peuvent être soudés efficacement. Et la précision du soudage est élevée. L'erreur maximale sur la longueur totale de la pré-chambre de combustion des moteurs diesel produits par soudage par friction est de ± 0,1 millimètres. Une qualité de soudage stable et une résistance élevée peuvent prolonger considérablement la durée de vie du produit. Le processus de soudage ne convient à aucun consommable de soudage et est propre, hygiénique et non polluant. Dans le même temps, la zone affectée par la chaleur est petite, la vitesse de soudage est rapide et la température du processus est inférieure à la température de fusion, réduisant ainsi les défauts de solidification. Contrairement au soudage à l'arc traditionnel, le soudage par friction ne présente aucun risque tel que des étincelles, de la lumière d'arc ou des gaz nocifs, ce qui le rend plus propice à la protection de la santé et de la sécurité de l'environnement.

Grâce à ses caractéristiques techniques de haute qualité, efficaces, économes en énergie et sans pollution, le soudage par friction est de plus en plus appliqué dans des domaines tels que l'aérospatiale, les véhicules à énergie nucléaire et la fabrication mécanique. Il a reçu une grande attention de la part des pays industrialisés et a investi des sommes importantes dans le développement et l'application de technologies. Il est largement admis que le soudage par friction est une technologie de soudage fiable, reproductible et fiable.

Grâce aux excellentes performances de soudage du soudage par friction, cette technologie peut également effectuer efficacement diverses opérations de réparation, telles que les fissures de composants structurels clés, les erreurs de position des trous de tôle, les défauts de coulée, les fissures de trempe et d'autres problèmes. Le soudage de réparation de bouchons par friction est un processus de soudage à l'état solide avec une vitesse de soudage rapide, une petite zone affectée par la chaleur et une résistance de réparation atteignant plus de 90 % de la résistance du corps. Le processus de réparation est entièrement automatisé, fiable en qualité et les pièces soudées répondent à des exigences d'utilisation élevées, réduisant ainsi les pertes économiques et de calendrier de mise au rebut de matériaux et de pièces.