Tepelnou energii lze získat otáčením jedné části, zatímco druhá je nehybná, nebo otáčením v opačném směru. Kromě toho musí být díly současně přitlačovány proti sobě konstantní nebo rostoucí silou od začátku do konce. Proces končí pěchováním a rychlým zastavením rotující části.
Ve srovnání, řekněme, s elektrickým svařováním na tupo má proces založený na tření řadu provozních výhod:
- náklady na energii jsou výrazně sníženy;
- svarový spoj je vždy spolehlivý, protože závisí pouze na termofyzikálních vlastnostech svařovaných výrobků;
- pro spojení není potřeba žádná speciální příprava, protože vodní kámen, rez, mastnota a mastnota vyhoří nebo se na začátku procesu vymačkají;
- kvalita spojení není ovlivněna ani porušením rovnoběžnosti obrobků až do úhlů 6±1 stupňů;
- nepřítomnost negativních faktorů ve formě ultrafialového záření a škodlivých emisí plynů;
- jednoduchost technologického zařízení, snadno přístupné běžné údržbě, mechanizaci a automatizaci.
Proces třecího svařování na soustruhu
Svařování ocelových tyčí
Do sklíčidla a vřeteníku stroje upneme kovovou tyč, jejíž průměr by měl být větší než 3,5 mm, ale menší než 200 mm. Mohou to být ocel, hliník, měď, bronz nebo různé kovy:
- ocel a hliník;
- ocel a měď;
- hliník a bronz atd.
Kombinace materiálů mohou být velmi různé, dokonce i takové, které nelze svařovat běžným způsobem. Pro svařování třením v tomto ohledu neexistují žádná omezení.
V našem případě zajistíme tyč ve vřeteníku pomocí tří šroubů zašroubovaných do otvorů sklíčidla rovnoměrně rozmístěných po obvodu po 120 stupních. S jejich pomocí provádíme vyrovnání vzhledem k tyči upnuté ve sklíčidle utažením nebo povolením jednoho nebo druhého šroubu.
Vřeteník přistavíme až k dorazu tyčí a upevníme nebo přidržíme rukou, abychom zvýšili upínací sílu při procesu svařování, což vyžaduje technologie tohoto způsobu svařování.
Zapneme stroj, v důsledku čehož se tyč upnutá ve sklíčidle stroje začne otáčet. V našem případě je tyč upevněná ve vřeteníku nehybná, ale v zásadě se může otáčet v opačném směru, což by zkrátilo dobu procesu.
Brzy uvidíme zašlé barvy začínající v místě kontaktu tyčí a šířící se podél nich v opačných směrech, což je přímý znak rychlého ohřevu kovu v důsledku tření.
Po další krátké době se kov v kontaktní zóně jasně rozzáří a začne se vytlačovat ve formě prstencového útvaru přesahujícího rozměry tyčí.Tento prstenec bude také obsahovat otřepy: vodní kámen, nespálený tuk, pevné nekovové vměstky atd.
V okamžiku nejjasnější záře v místě kontaktu je třeba stroj prudce vypnout, aby kov dvou tyčí zapadl. Zároveň, pokud nebyl vřeteník zajištěn, je nutné postupně zvyšovat tlak na něj, aby se vyrovnal objem vytlačeného kovu v kontaktní zóně a získalo se pevnější a kvalitnější spojení.
Po vyčkávání, dokud záře přestane (a to je známka úplného ztuhnutí kovu), můžete povolit upevňovací šrouby a sejmout vřeteník. Nyní zbývá jen zkontrolovat kvalitu třecího svařování.
Chcete-li to provést, znovu zapněte stroj a zjistěte mírné házení svařované tyče - důsledek nepřesného vyrovnání při instalaci na začátku. Tuto vadu lze odstranit otočením a odstraněním vytlačeného otřepu v kontaktní ploše.
Hlubší proniknutí kovu ukazuje, že v oblasti svařování dvou tyčí nejsou viditelné žádné prvky. Zdá se, že se nejedná o bod kontaktu dvou tyčí, ale o tělo jedné z nich.
Provádíme následující kontrolu kvality třecího svařování. Takto spojené tyče upneme do svěráku a pomocí brusného kotouče vytvoříme „poličku“ v kontaktní zóně a opět se přesvědčíme o homogenitě kovu, která vypovídá i o kvalitě svaření.
Šroubové spojení
Třecí svařování lze použít pro spojování sériově vyráběných hlav a šroubů. Proces se neliší od procesu s tyčemi: jeden šroub je upnut do sklíčidla stroje, druhý do vřeteníku.
Pomocí posledně jmenovaného se šrouby uvedou do kontaktu s hlavami a stroj se spustí. Je také nutné zvýšit upínací sílu a zachytit moment svařování, aby se pohon včas vypnul.
Třecí svařování lze použít ke spojování materiálů, které je obtížné nebo nemožné svařit s jinými typy: ocel a hliník, austenitické oceli a perlitické oceli. Lze jej také použít ke snadnému spojování plastových obrobků.
Výpočty a praxe s použitím třecího spojování ukazují, že tato metoda je vhodnější pro obrobky, jejichž průměr leží v rozmezí 6-100 mm. Svařování tyčí o průměru větším než 200 mm není ekonomicky výhodné, protože proces bude vyžadovat větší výkon (0,5 tisíc kW) a axiální sílu (3 × 106 N). Touto metodou nebude možné spojovat tyče o průměru menším než 3,5 mm z důvodu nutnosti zajistit vysoké otáčky (200 ot./min.) a obtížného určení, kdy vypnout pohon.
