घर्षण वेल्डिंग: ऑपरेशन, मशीनें और अनुप्रयोग

इस लेख को पढ़ने के बाद आप इसके बारे में जानेंगे: - 1. घर्षण वेल्डिंग का परिचय 2. घर्षण वेल्डिंग के लिए सैद्धांतिक विचार 3. प्रक्रिया लक्षण 4. मशीनें और उपकरण 5. चर 6. वेल्ड गुण 7. संयुक्त डिजाइन 8. अनुप्रयोग।

घर्षण वेल्डिंग का परिचय:

घर्षण वेल्डिंग में एक टुकड़े को घुमाया जाता है और दूसरे को एक अक्षीय भार के तहत रगड़ने के लिए बनाया जाता है जिसके परिणामस्वरूप घर्षण, गर्मी उत्पन्न होती है और जुड़ने पर टुकड़ों को निरंतर या बढ़ाया अक्षीय भार के तहत आराम करने के लिए लाया जाता है, जैसा कि अंजीर में दिखाया गया है। 13.1। इस प्रक्रिया का उपयोग 1945 से थर्माप्लास्टिक पॉलिमर में शामिल होने के लिए किया गया है, लेकिन वेल्डिंग धातुओं के लिए इसका पहला सफल आवेदन रूस से 1956 में बताया गया था।

अंजीर। 13.1 घर्षण वेल्डिंग ऑपरेशन की अनुक्रम

भराव धातु, फ्लक्स या परिरक्षण गैस को घर्षण वेल्डिंग में आवश्यक नहीं है और संयुक्त फ्लैश और अपसेट वेल्डिंग की विद्युत प्रतिरोध बट वेल्डिंग प्रक्रियाओं द्वारा उत्पादित लोगों के समान है।

आम तौर पर बेलनाकार टुकड़ों जैसे छड़ और ट्यूबों को इस प्रक्रिया द्वारा वेल्डेड किया जाता है, लेकिन इसके आवेदन को उन स्थितियों में बढ़ाया जा सकता है जिनमें से एक घटक सममित है, और इसे आसानी से घुमाया जा सकता है। प्रक्रिया के विभिन्न तरीके, जैसा कि वर्तमान में उपयोग किया जाता है, चित्र 13.2 में दिखाए गए हैं।

विधि ए सबसे सरल है और 900 - 1300 डिग्री सेल्सियस के तापमान रेंज में अधिकांश स्टील्स पर लागू है। विधि बी का उपयोग तब किया जाता है जब छोटे व्यास वर्कपीस को वेल्ड करने के लिए उच्च सापेक्ष वेग की आवश्यकता होती है। मेथड सी का उपयोग दो लंबे वर्कपीस के बीच ट्विन वेल्ड के लिए किया जाता है जिसे घुमाना मुश्किल होता है। विधि एफ से पता चलता है कि रेडियल वेल्डिंग के रूप में क्या जाना जाता है जिसमें लागू बल रोटेशन के अक्ष के लंबवत है।

बाहरी रिंग या आस्तीन संकुचित होता है क्योंकि इसे गर्म किया जाता है और पाइप की दीवार को आंतरिक रूप से विस्तारित मैंड्रेल द्वारा समर्थित किया जाता है जो पाइप के बोर में अपसेट धातु के प्रवेश को रोकता है। वेल्डिंग कॉलर से ठोस शाफ्ट तक इस विधि को भी नियोजित किया जा सकता है।

विधि एच प्लेटों के लिए बेलनाकार घटकों को वेल्डिंग के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है, उदाहरण के लिए एक बेस प्लेट के लिए एक रॉड। विधि जी गैर-परिपत्र घटकों के घर्षण वेल्डिंग को दिखाती है; इस तरह के मामले में मोशन बंद होने के बाद टुकड़ों को जल्दी से जोड़ दिया जाता है ताकि दो किनारों पर प्लास्टिक की स्थिति में रहने पर प्रभावित हो।

घर्षण वेल्डिंग के लिए सैद्धांतिक विचार:

रूस से चुडिकोव और विल को धातुओं को घर्षण वेल्डिंग के सफल अनुप्रयोग का श्रेय दिया जाता है। प्रक्रिया का मौलिक विचार, निश्चित रूप से ज्ञात कानून के आधार पर है कि घर्षण बल एफ, लागू सामान्य के समानुपाती है, एल।

इस प्रकार,

F = )L ………… (13.1)

जहां Where घर्षण का गुणांक है जो भार में वृद्धि के साथ बढ़ता है और गति पर भी निर्भर है। विल के अनुसार घर्षण बल को निम्नलिखित समीकरण द्वारा व्यक्त किया जा सकता है,

एफ - αA + …L ……। (13.2)

जहां A संपर्क का क्षेत्र है और α और the स्थिरांक हैं। दबाव के उच्च मूल्यों के लिए पहला शब्द बहुत छोटा है और इस प्रकार एफ = βL जहां nearly लगभग µ के बराबर है ताकि घर्षण का मूल कानून अच्छा हो।

ऑपरेशन शुरू होने से लेकर जब तक ब्रेक लगाने के बाद वेल्ड पूरा नहीं हो जाता, तब तक घर्षण बल भिन्न होता है। प्रक्रिया के विभिन्न चरणों पर इसके प्रभावों का अध्ययन करने के लिए यह सुविधाजनक है। यह आंकड़ा 13.3 में दिखाए गए समय-टोक़ का विश्लेषण करके है। टॉर्क कर्व में प्रारंभिक शिखर शुष्क घर्षण के कारण होता है, लेकिन इसके तुरंत बाद प्रक्रिया के दूसरे चरण के बाद जहां संपर्क के उच्च बिंदुओं पर जब्ती और टूटना होता है।

दूसरे चरण के दौरान औसत तापमान केवल 100 - 200 डिग्री सेल्सियस है। कर्व की त्वरित वृद्धि और उतार-चढ़ाव प्रकृति µ के साथ सीमांत या सीमा परत घर्षण से परिवर्तन के कारण है। = To> 0.3 के साथ शुद्ध घर्षण के लिए 0.1 से 0.2।

टॉर्क इन- यूएस पॉइंट्स ऑफ सीज्योर बढ़ जाता है और अंत में पिघली हुई धातु संपर्क के इन बिंदुओं पर दिखाई दे सकती है और एक स्नेहक के रूप में कार्य करती है और इंटरफ़ेस का औसत तापमान 900 - 1100 डिग्री सेल्सियस तक बढ़ सकता है।

कुल गर्मी का केवल 13% पहले दो चरणों (टी ₁ + टी ₂ ) के दौरान पैदा होता है जबकि बाकी का उत्पादन तीसरे चरण (टी ₃ ) के दौरान होता है। प्रक्रिया की अवधि को कम करने के बजाय बढ़ी हुई गति इसे बढ़ाती है जैसा कि अंजीर से स्पष्ट है। 13.4। ऐसा इसलिए है क्योंकि ताप की तीव्रता में कमी से गति में वृद्धि होती है।

फैयिंग सतहों के प्रति यूनिट क्षेत्र में उत्पन्न ऊष्मा ऊर्जा निम्नलिखित अभिव्यक्ति द्वारा दी गई है:

एच / ² पीके / एनआर 10 ² वाट / मिमी ² ……………… (13.3)

कहा पे,

एच = गर्मी उत्पन्न, वाट / मिमी ²

पी = लागू दबाव, एन / मिमी ²

आर = काम त्रिज्या, मिमी

एन = आरपीएम

कम कार्बन स्टील के लिए K = एक स्थिर = 8x 10 ⁷ मिमी ² / मिनट ² ।

दूसरा चरण कुल समय का लगभग 30 - 70% कवर कर सकता है; हालाँकि यह चरण गैर-उत्पादक है, इसलिए इसका उद्देश्य उत्पादकता बढ़ाने के लिए इसकी समय अवधि को कम करना है। यह आमतौर पर क्लैंपिंग दबाव को अधिकतम संभव तक बढ़ाकर किया जाता है।

आवश्यक शक्ति अक्षीय दबाव के अनुपात में बताई गई है और तीसरे चरण की अवधि अक्षीय दबाव के विपरीत आनुपातिक है। इस प्रकार, इष्टतम परिणामों के लिए प्रारंभिक चरण के दौरान अक्षीय भार को कम रखा जाना चाहिए और धीरे-धीरे बढ़ाया जाना चाहिए या दो चरणों में लागू किया जा सकता है।

प्राप्त अधिकतम तापमान को लागू अक्षीय भार द्वारा नियंत्रित किया जाता है क्योंकि एक विशिष्ट ताकत के नीचे धातु को एक विशिष्ट भार के नीचे निचोड़ा जाएगा। जब प्लास्टिक धातु की चिपचिपाहट या ताकत कम होती है, तो धातु तांबे के वेल्डिंग में कम अक्षीय भार के तहत केन्द्रापसारक बल द्वारा बाहर निकाल दिया जाता है।

स्टेनलेस स्टील जैसे कार्बन स्टील में घर्षण वेल्डिंग असमान धातु संयोजनों में, अधिकतम तापमान का विमान इंटरफ़ेस से दूर जा सकता है; उच्च गति के साथ यह स्टेनलेस स्टील में चला जाता है ताकि फ्लैश का आधा हिस्सा बाईमेटेलिक हो। इस मामले में घूर्णी गति को कम करना वांछित परिणाम प्रदान करता है और एक निश्चित गति से इंटरफ़ेस फिर से अधिकतम तापमान का विमान बन जाता है और इस प्रकार अधिकतम कतरनी तनाव दर का एक विमान बन जाता है।

लागू दबाव शायद सबसे महत्वपूर्ण एकल कारक है क्योंकि यह तापमान को नियंत्रित करता है और आवश्यक टोक़ को निर्धारित करता है। गर्मी इनपुट दर टोक़ के उत्पाद और घूर्णी गति के लिए आनुपातिक है। घूर्णी गति ऐसी होनी चाहिए कि कुछ न्यूनतम या थ्रेशोल्ड शक्ति पार हो जाए। यदि शक्ति सीमा से ऊपर है तो प्रक्रिया स्व-विनियमन है।

यदि बहुत अधिक शक्ति लागू की जाती है, तो धातु के कतरनी क्षेत्र की चौड़ाई बढ़ जाती है। यदि लागू की गई शक्ति दहलीज के ठीक ऊपर है, तो आवश्यक तापमान पहुंचने में लंबा समय लगेगा और गर्मी प्रभावित क्षेत्र चौड़ा होगा। सबसे महत्वपूर्ण चर रोटेशन के दौरान लागू इकाई दबाव है और कुछ धातुओं के लिए अनुशंसित मान तालिका 13.1 में दिए गए हैं।

वर्कपीस के केंद्र में परिधीय सतह पर स्लाइडिंग वेग शून्य से भिन्न होता है, और गणना के लिए वर्कपीस के व्यास के त्रिज्या का उपयोग किया जाता है। फोर्जिंग के लिए अधिक सामग्री के लिए लंबे समय तक हीटिंग का परिणाम होता है और इष्टतम परिणामों के लिए रोटेशन बंद होने पर फोर्जिंग के लिए पर्याप्त गर्म सामग्री उपलब्ध होनी चाहिए। अत्यधिक प्रारंभिक दबाव के परिणामस्वरूप गर्म धातु को अत्यधिक निचोड़ने के लिए केवल अपेक्षाकृत ठंड धातु को छोड़ना पड़ता है जब फोर्जिंग दबाव लागू होता है।

घर्षण वेल्डिंग की प्रक्रिया विशेषताएँ:

दो वर्कपीस में से एक को पूरे ऑपरेशन में एक स्थिर गति से घुमाया जाता है, सिवाय जब ब्रेक को अंतिम चरण पर लगाया जाता है; इसलिए प्रक्रिया को अक्सर सतत ड्राइव घर्षण वेल्डिंग के रूप में जाना जाता है।

वर्कपीस एक पूर्व निर्धारित हीटिंग समय के लिए या पूर्व-सेट अक्षीय छोटा होने तक दबाव में एक साथ रगड़ते हैं। फिर ड्राइव को विच्छेदित कर दिया जाता है और ब्रेक लगाकर काम के रोटेशन को रोक दिया जाता है। अक्षीय दबाव बनाए रखा जाता है या बढ़ाया जाता है, धातु को ठंडा करने के लिए, वेल्ड ठंडा होने तक। अंजीर। 13.5 दिखाता है कि वेल्डिंग के दौरान प्रक्रिया पैरामीटर कैसे बदलते हैं, जब अंत में बल संयुक्त को फोर्ज करने के लिए बढ़ाया जाता है। हल्के स्टील में वेल्ड केवल दबाव स्थिर बनाए रखकर किया जा सकता है।

गति में कमी के साथ बहुत गर्म प्लास्टिसाइज्ड बैंड की मोटाई बढ़ जाती है और रोटेशन बंद होने के साथ टॉर्क शून्य हो जाता है।

प्रसार धातुओं के घर्षण वेल्डिंग में बंधन तंत्र अधिक जटिल है। यांत्रिक मिश्रण और प्रसार के कारण कुछ मिश्र धातु संभवतः इंटरफ़ेस में एक बहुत ही संकीर्ण बैंड में होती है। इस संकीर्ण बैंड के गुणों का समग्र संयुक्त प्रदर्शन पर काफी प्रभाव हो सकता है। मैकेनिकल मिक्सिंग और इंटरलॉकिंग से भी बॉन्डिंग में मदद मिल सकती है। इन जटिलताओं के कारण असंतुष्ट धातुओं की वेल्डेबिलिटी की भविष्यवाणी बहुत मुश्किल है और इसे विशेष रूप से उद्देश्य के लिए डिज़ाइन किए गए परीक्षणों की एक श्रृंखला द्वारा एक विशेष अनुप्रयोग के लिए स्थापित करने की आवश्यकता है।

घर्षण वेल्डिंग के लिए आवश्यक मशीनें और उपकरण:

एक घर्षण वेल्डिंग मशीन के प्रमुख घटक, जैसा कि अंजीर में दिखाया गया है। 13.6।

शामिल:

1. संचालित सिर,

2. क्लैम्पिंग व्यवस्था,

3. घूर्णन और परेशान तंत्र,

4. नियंत्रण,

5. ब्रेकिंग तंत्र।

वेल्डेड किए जाने वाले वर्कपीस में से एक को स्व-केंद्रित सिर में मजबूती से रखा जाता है और दूसरा एक सेंटिंग चक में आयोजित किया जाता है जो एक घूर्णन योग्य धुरी पर लगाया जाता है जो आमतौर पर एक चर गति ड्राइव के माध्यम से मोटर द्वारा संचालित होता है।

चकिंग रोटियां अच्छी तरह से संतुलित होनी चाहिए, उच्च शक्ति होनी चाहिए और अच्छी पकड़ वाली शक्ति प्रदान करनी चाहिए। कोलेट चक इन आवश्यकताओं को अच्छी तरह से पूरा करते हैं और इसलिए सबसे अधिक बार उपयोग किए जाते हैं।

चक के ग्रिपिंग तंत्र को कठोर होना चाहिए और लागू किए गए थ्रस्ट का विरोध करना चाहिए अधिकतम क्लैम्पिंग विश्वसनीयता के लिए सीरेटेड ग्रिपिंग जॉज़ की सिफारिश की जाती है।

घर्षण वेल्डिंग के लिए खराद का उपयोग करने के प्रयास बहुत सफल नहीं थे क्योंकि इसमें संरचना की कठोरता और कुशल पकड़ की कमी थी। घर्षण वेल्डिंग के लिए धीरज की आवश्यकता के लिए एक खराद डिजाइन नहीं किया गया है और न ही यह प्रक्रिया के त्वरित विघटन के साथ प्रदान किया गया है। इसके अलावा, घूर्णन भागों में ब्रेकिंग समस्या के लिए जड़ता के कम क्षण की आवश्यकता होती है।

घर्षण वेल्डिंग मशीनों को सटीक रूप से तीन चरों को नियंत्रित करने की आवश्यकता होती है। अक्षीय जोर, रोटेशन की गति और परेशान कार्बन की डिग्री और कम मिश्र धातु स्टील्स के लिए 15 - 30 N / mm ^{2 के} फोर्ज दबाव की आवश्यकता होती है, जबकि टंगस्टन स्टील्स में दबाव होता है। 225 - 400 एन / मिमी ² की सीमा। ये बाद के मूल्य फ्लैश बट वेल्डिंग में उपयोग किए जाने वाले दबाव के बराबर हैं। जब हाइड्रोलिक प्रणाली द्वारा दबाव के आवेदन की दर कम पाई जाती है, तो इसे वायवीय प्रणाली द्वारा बदल दिया जाता है।

25 मिमी व्यास बार पर वेल्डिंग की अवधि 5 से 7 सेकंड तक होनी चाहिए। यह 75 - 600 मीटर / मिनट की सतह की गति से प्राप्त किया जा सकता है जो लगभग 1000 आरपीएम से मेल खाती है। उच्च गति बेहतर प्रभाव शक्ति दे सकती है और इसलिए, खोखले वर्गों और उच्च गर्म शक्ति वाले मिश्र धातुओं के लिए वांछनीय है।

वेल्डिंग संचालन का नियंत्रण समय या परेशान होने की सीमा तक हो सकता है। बाद की विधि सीमा स्विच द्वारा लागू की जाती है ताकि एक निश्चित मात्रा में कमी होने के बाद दबाव बढ़ाने के लिए व्यवस्था की जा सके। लंबे समय से इंटरफ़ेस के पीछे क्षेत्रों में गर्मी फैलने की अनुमति मिलती है और इसलिए भारी अपसेट होते हैं जो ऑपरेशन समाप्त होने के बाद निकालने के लिए महंगे होते हैं। परेशान होने की सटीकता 0.1 मिमी के भीतर होने की उम्मीद है।

समय अनुक्रम द्वारा नियंत्रण उन मामलों के लिए संतोषजनक पाए जाते हैं जहां सतही स्थिति का आश्वासन नहीं दिया जा सकता है और वेल्ड माध्यमिक महत्व के हैं। जब समय नियंत्रण का उपयोग किया जाता है, तो उच्च घूर्णी गति को प्राथमिकता दी जाती है।

हल्के स्टील के लिए गति स्टॉक व्यास के आधार पर चुनी जाती है और इसे अभिव्यक्ति द्वारा दिया जाता है:

एनडी = (1.2 से 6.0) 10 ⁴ ……। (13.4)

जहां n rpm है और d मिमी में स्टॉक व्यास है।

निरंतर के छोटे मूल्य उच्च दरों के साथ वेल्डिंग को संदर्भित करते हैं और ऐसे मामलों में कम कार्बन स्टील्स के लिए ऊपरी सीमा 2.5 x 10 ⁴ होनी चाहिए।

घर्षण सलाखों के बीच एक घर्षण वेल्ड का एक विशिष्ट खंड, अंजीर में दिखाया गया है। 13.7। परेशान की अधिकतम सीमा को अपारेंट अपसेट कहा जाता है, जबकि सबसे बड़ा वेल्डेड व्यास रियल अपसेट की सीमा को तय करता है।

उपरोक्त आंकड़ों के संदर्भ में इन मूल्यों को निम्नलिखित संबंधों द्वारा व्यक्त किया जा सकता है:

फास्ट ब्रेकिंग को निर्दिष्ट हीटिंग समय के अंत में या वेल्ड की अक्षीय छोटा करने की एक डिजाइन राशि के बाद रोटेशन को जल्दी से रोकने के लिए प्रदान किया जाता है। यह समग्र वेल्ड लंबाई का वांछित नियंत्रण प्रदान करता है और महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों के लिए वेल्डिंग चर की स्वीकार्य सीमा को व्यापक करता है। छोटे व्यास के साथ, जहां गति अधिक होती है, बहुत तेज ब्रेकिंग की आवश्यकता होती है और इसे इलेक्ट्रिक क्लच, मोटर ब्रेकिंग या घर्षण ब्रेकिंग द्वारा प्राप्त किया जा सकता है। इसके अलावा, हीटिंग चक्र के अंत की ओर मूल रूप से स्थिर नमूना जारी करने की व्यवस्था की जा सकती है।

अनिवार्य रूप से दो प्रकार की मशीनें हैं:

(i) 12 डब्ल्यू / मिमी ² के क्रम की बिजली रेटिंग के साथ कम बिजली की मशीनें, और

(ii) वेल्डेड सामग्री की 35 से 115 डब्ल्यू / मिमी ² के साथ उच्च शक्ति मशीनें।

यदि पर्याप्त दबाव उपलब्ध है, तो बेवलिंग तकनीक का उपयोग करके मशीन की क्षमता को बढ़ाना संभव है, जैसा कि चित्र 13.8 में दिखाया गया है।

संकट:

घर्षण करने के लिए एक मशीन की शक्ति रेटिंग का पता लगाएं, एक उच्च तन्यता स्टील (0.2% सी, 1% सीआर, 0.4% नी) वेल्ड करने के लिए 900 डिग्री सेल्सियस के फोर्जिंग तापमान और 125 एन / मिमी ^{2 के} उस तापमान पर एक ताकत है। 3000 आरपीएम की घूर्णी गति के साथ, 10 मिमी व्यास सामग्री में 2.8 मिमी की एक अपसेट इकट्ठा की अनुमति है। मान लें कि घर्षण का गुणांक,, = 1 है, और निरंतर कतरनी के तहत, सामग्री की कतरनी की शक्ति संपीड़ित शक्ति के बराबर है और यह टोक़ वर्कपीस के त्रिज्या पर कार्य करता है।

उपाय:

घर्षण वेल्डिंग के चर :

निरंतर ड्राइव घर्षण वेल्डिंग में तीन प्रमुख चर हैं:

(i) घूर्णी गति,

(ii) अक्षीय दबाव, और

(iii) ताप समय।

(i) घूर्णी गति:

घूर्णी गति फैयिंग सतहों पर आवश्यक सापेक्ष वेग प्रदान करती है। इसकी परिमाण धातु पर वेल्डेड होने और स्टील्स के लिए, ठोस और ट्यूबलर वर्कपीस दोनों के लिए स्पर्शरेखा वेग पर निर्भर करता है, 75 - 110 मीटर / मिनट की सीमा में होना चाहिए। परिणामी क्लैम्पिंग समस्याओं, गैर-समान अप-सेट और जोड़ पर धातु की फाड़ के साथ अत्यधिक टोक़ में टेंशियल एस डी 75 मिनट से कम है। उत्पादन प्रयोजनों के लिए घर्षण वेल्डिंग मशीन, 50 से 100 मिमी व्यास वर्कपीस को संभालती है, आमतौर पर 90 से 200 मीटर / मिनट के बीच भिन्न गति से काम करती है।

वेल्डिंग के लिए उच्च घूर्णी गति उपयोगी है, लेकिन विशेष रूप से वेल्डिंग दर और संभावित क्रैकिंग को नियंत्रित करने के लिए वेल्डिंग क्वैंच-सक्षम स्टील्स के लिए वेल्ड ज़ोन के ओवरहिटिंग से बचने के लिए अक्षीय दबाव और हीटिंग समय को सावधानीपूर्वक नियंत्रित किया जाना चाहिए।

असमान धातु वेल्ड में, कम घूर्णी गति भंगुर इंटरमेटेलिक यौगिकों के गठन को कम कर सकती है; हालांकि, वेल्ड गुणवत्ता को नियंत्रित करने के लिए सामान्य रूप से, घूर्णी गति को महत्वपूर्ण पैरामीटर नहीं माना जाता है।

(ii) अक्षीय दबाव:

लागू अक्षीय दबाव वेल्ड क्षेत्र में तापमान ढाल को नियंत्रित करता है, मशीन के लिए आवश्यक शक्ति, और वर्कपीस का अक्षीय छोटा। विशिष्ट दबाव धातु को वेल्डेड और संयुक्त कॉन्फ़िगरेशन पर निर्भर करता है। यह एक बड़े शरीर को गर्मी के नुकसान की भरपाई करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है जैसे कि ट्यूब-टू-ट्यूबप्लेट वेल्ड के मामले में।

ऑक्सीकरण से बचने के लिए निकट संपर्क में फेयरिंग सतहों को रखने के लिए हीटिंग चरण के दौरान एप्लाइड दबाव पर्याप्त होना चाहिए। हीटिंग चरण के अंत में लागू दबाव बढ़ने पर संयुक्त गुणों में अक्सर सुधार हो सकता है।

हल्के स्टील्स में ध्वनि वेल्ड बनाने के लिए आमतौर पर इस्तेमाल किया जाने वाला हीटिंग दबाव 30 से 60 N / mm ^{2 होता है,} जबकि फोर्जिंग दबाव 75 से 150 N / mm ² की सीमा में हो सकता है, और आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले मान 55 से 135 N / mm होते हैं ^२ । हालांकि, उच्च गर्म दबाव मिश्र धातुओं जैसे स्टेनलेस स्टील और निकल आधार मिश्र के लिए उच्च फोर्जिंग दबाव की आवश्यकता होती है। यदि 20 एन / मिमी ² के अक्षीय दबाव की तुलना में एक प्रीहेटिंग प्रभाव की आवश्यकता होती है, तो शुरू में छोटी अवधि के लिए लागू किया जाता है जिसे बाद में सामान्य हीटिंग दबाव के लिए उठाया जाता है।

(iii) ताप समय:

हीटिंग का समय इस बात पर निर्भर करता है कि क्या उपचार के लिए एक निश्चित पूर्व निर्धारित समय की अनुमति है या अक्षीय परेशान की सीमा निर्दिष्ट सीमाओं के भीतर है।

अत्यधिक समय उत्पादकता और सामग्री के अपव्यय में परिणाम को सीमित करता है; हालांकि अपर्याप्त समय के परिणामस्वरूप इंटरफ़ेस में असमान हीटिंग के साथ-साथ उलझा हुआ ऑक्साइड और असिंचित क्षेत्र हो सकता है। 25 मिमी व्यास बार के लिए वेल्डिंग की अवधि 1000 आरपीएम की घूर्णी गति से 5 से 7 सेकंड तक होनी चाहिए।

घर्षण वेल्डिंग के वेल्ड गुण:

घर्षण वेल्डिंग की आकर्षक विशेषताओं में से एक वेल्ड्स की धातुकर्म गुणवत्ता है; गर्मी उत्पादन की कठोरता लगभग नगण्य गर्मी प्रभावित क्षेत्र पैदा करती है। तापमान के अच्छे नियंत्रण के कारण और जैसा कि प्लास्टिक धातु को हीटिंग चरण के दौरान गर्म काम करने के लिए और फोर्जिंग चरण के दौरान काम करने के लिए ठंडा किया जाता है, इसके परिणामस्वरूप अत्यंत महीन अनाज संरचना होती है।

धातुकर्म परीक्षा पिघलने का कोई सबूत नहीं दिखाती है क्योंकि स्टील्स के लिए मापा तापमान आमतौर पर 1260 से 1330 डिग्री सेल्सियस के बीच होता है। हालांकि, घर्षण वेल्डिंग की कठोरता उच्च शीतलन दर की ओर जाता है जिसके परिणामस्वरूप वेल्ड ज़ोन की उच्च कठोरता होती है। घर्षण हार्ड वेल्ड स्टील्स में फैलता है, इसलिए, वेल्डिंग के बाद सबसे अधिक बार annealed होना चाहिए।

कई बार घर्षण वेल्डिंग को महंगी मिश्र धातु स्टील्स और उच्च तापमान मिश्र धातुओं के उपयोग में किफायती करने की दृष्टि से असमान धातुओं में शामिल होने के लिए नियोजित किया जाता है। यह दिखाया गया है कि 18/8 (Cr / Ni) स्टेनलेस स्टील वास्तव में काम है- इसमें कार्बन के प्रसार के कारण स्टेनलेस स्टील की तरफ 200 से 250 VHN तक कठोर हो जाता है।

18/8 स्टेनलेस स्टील और 20% Cr-Mo स्टील के बीच के वेल्ड में, Cr-Mo स्टील की कठोरता 175 से 405 VHN तक बढ़ जाती है, लेकिन इसे घटाकर 250 VHN तक घटाया जा सकता है। हालांकि, स्टेनलेस स्टील की बढ़ती कठोरता, एनालिंग से अप्रभावित रहती है।

एल्यूमीनियम और स्टेनलेस स्टील के बीच संतोषजनक वेल्ड का उत्पादन भंगुर इंटरमेटेलिक यौगिक परत के निर्माण के बिना किया जा सकता है। हालांकि, एल्यूमीनियम और हल्के स्टील, और एल्यूमीनियम और तांबे के बीच वेल्ड का परिणाम इंटरफेस में इंटरमेटेलिक यौगिकों के निर्माण के परिणामस्वरूप हो सकता है जो बाद के मामले में फोर्जिंग दबाव को लगभग 200 एन / मिमी ^{2 तक} बढ़ा सकता है।

घर्षण वेल्डिंग के लिए संयुक्त डिजाइन:

घर्षण वेल्डिंग के लिए मूल संयुक्त डिजाइन फ्लैश बट वेल्डिंग के लिए समान है, जहां तक ​​संभव हो जैसे क्षेत्रों को छवि में दिखाया गया वेल्डेड होना चाहिए। 13.9। दो असमान वर्गों को वेल्डिंग करने की कठिनाई संयुक्त के दोनों ओर अलग-अलग गर्मी सिंक के कारण उत्पन्न होती है, जिसके परिणामस्वरूप असमान ताप और परेशान होता है। एक रॉड और एक ही सामग्री की प्लेट के बीच एक जोड़ के मामले में प्लेट की मोटाई रॉड व्यास का एक चौथाई होनी चाहिए।

अंजीर। 13.9 ठेठ संयुक्त डिजाइन और कुछ औद्योगिक अनुप्रयोगों घर्षण वेल्डिंग।

गर्म धातु और फलस्वरूप ऑक्सीकरण के परिणामस्वरूप यह एक ही खंड के दो वर्ग सलाखों को एक-दूसरे से बटना संभव नहीं है; हालाँकि, एक बड़े हेक्सागोनल बार को एक छोटे परिपत्र बार में वेल्डेड किया जा सकता है क्योंकि इस तरह के मामले में गर्म धातु का कोई संपर्क नहीं होता है।

सफल घर्षण वेल्डिंग के लिए, वर्कपीस का बाहरी व्यास 1.33 से अधिक बार दूसरे से अधिक नहीं होना चाहिए। चक से प्रोजेक्ट की लंबाई 20-25 मिमी होनी चाहिए। घटक की क्लैंप की गई लंबाई वेल्ड व्यास से कम नहीं होनी चाहिए।

जब बिल या ट्यूबों को प्लेटों के लिए वेल्डेड किया जाता है, जिसमें फ्लैश या बार से चिकना होने वाली सामग्री बनती है; इसका कारण यह है कि छोटे खंड में द्रव्यमान कम होता है और इसलिए ऊष्मा उसमें गहराई तक प्रवेश करती है।

शंक्वाकार जोड़ों के लिए चेहरे को घुमाया जाता है ताकि रोटेशन के अक्ष पर 45 ° से 60 ° का कोण हो, बड़े कोणों को कम ताकत वाली धातुओं के लिए पसंद किया जाता है ताकि पर्याप्त ताप दबाव का उत्पादन करने के लिए आवश्यक अक्षीय जोर का समर्थन किया जा सके।

असमान धातुओं की वेल्डिंग से यह सुनिश्चित किया जा सकता है कि दोनों भाग समान रूप से खराब हो जाएं। विरूपण के समान डिग्री को सहायक प्लेट के खिलाफ घर्षण हीटिंग द्वारा कठिन घटक को प्रीहेट करके सुगम बनाया जा सकता है जिसे उपयुक्त क्षण पर हटा दिया जाता है गैस बर्नर या उच्च आवृत्ति प्रेरण हीटिंग को भी इस उद्देश्य के लिए नियोजित किया जा सकता है। फिर भी एक अन्य विधि एक कॉलर या एक धारक को आंतरिक बेवल के साथ उपयोग करने के लिए होती है जिसे नरम स्थिर घटक के चारों ओर रखा जाता है ताकि यह मुश्किल सामग्री की ओर निर्देशित हो सके और जैसा कि चित्र 13.10 में दिखाया गया है।

कम शक्ति या कम तापीय चालकता की धातुओं के लिए बड़े सतह क्षेत्र होने से व्यापक रूप से विभिन्न यांत्रिक या थर्मल गुणों के साथ असमान धातुओं के घर्षण वेल्डिंग की सुविधा हो सकती है। जब फ्लैश को आसानी से हटाया नहीं जा सकता है तो इसे एक या दोनों घटकों में प्रदान किया जा सकता है।

घर्षण वेल्डिंग के आवेदन:

घर्षण वेल्डिंग अक्सर अनुप्रयोगों के लिए फ्लैश या अपसेट वेल्डिंग के बजाय उपयोग किया जा रहा है जहां शामिल होने वाले घटकों में से एक में अक्षीय समरूपता है। फ्लैश वेल्डिंग घर्षण वेल्डिंग के साथ तुलना में स्वच्छता और मुख्य पर स्थिर स्थिर भार का लाभ है; यह भी अन्य मशीन टूल्स के साथ स्थापित किया जा सकता है और उच्च दर उत्पादन के लिए आसानी से स्वचालित किया जा सकता है।

लगभग कोई भी धातु जो गर्म जाली हो सकती है और सूखे असर वाले अनुप्रयोग के लिए अनुपयुक्त है, घर्षण वेल्डेड किया जा सकता है; हालांकि, कुछ धातुओं को वेल्ड इंटरफ़ेस पर शमन सख्त के प्रभाव को हटाने के लिए पोस्ट-वेल्ड गर्मी उपचार की आवश्यकता हो सकती है। नि: शुल्क मशीनिंग मिश्रधातुओं को वेल्ड करने में कठिनाई होती है क्योंकि वे अक्सर परिणाम के वितरण के कारण वेल्ड क्षेत्र में कमजोरी के विमानों के साथ वेल्ड में होते हैं। इस तरह के वेल्ड अक्सर ताकत, नमनीयता और पायदान क्रूरता के निचले मूल्यों का प्रदर्शन करते हैं।

घर्षण वेल्डिंग को 5 मिमी से 100 मिमी व्यास या ट्यूबों और पाइपों में समकक्ष क्षेत्रों से ठोस सामग्री को वेल्ड करने के लिए नियोजित किया जा सकता है। ठोस-राज्य में शामिल होने के कारण घर्षण वेल्ड में समान और प्रसार संयोजनों में उच्च गुणवत्ता का प्रदर्शन होता है।

1.1% C तक के कार्बन स्टील्स को आसानी से फ्री-कटिंग किस्म के अपवाद के साथ वेल्डेड किया जा सकता है। नी-सीआर स्टील्स में 18% तक नी और 8% सीआर और डिस्मिलर स्टील्स को आसानी से वेल्डेड किया जा सकता है; सीमा में 18/8 स्टेनलेस स्टील से 2 ¹ / ₄ % सीआर-मो स्टील की वेल्डिंग शामिल हो सकती है।

स्टील की वेल्डिंग, इसकी कम चालकता और अधिक प्लास्टिक रेंज के कारण, गैर-लौह धातुओं और उनके संयोजनों की वेल्डिंग की तुलना में बहुत आसान है।

घर्षण वेल्डिंग का सबसे बड़ा एकल उपयोगकर्ता घटकों के उत्पादन के लिए ऑटोमोबाइल उद्योग है जैसे कारों और भारी वाहनों के लिए एक्सल केसिंग का निर्माण; संयुक्त उत्पादित चित्र 13.11 में दिखाया गया है। एक अन्य महत्वपूर्ण उपयोग ट्विस्ट ड्रिल्स का निर्माण है जिसमें टंगस्टन हाई स्पीड स्टील सिरों को कार्बन स्टील के झटकों से वेल्डेड किया जाता है।

घर्षण वेल्डिंग के महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों में से एक किसी भी मोटाई की प्लेटों में स्टड की वेल्डिंग है; प्रक्रिया का एक अन्य अनुप्रयोग समुद्री इंजन वाल्वों का उत्पादन है, जिससे उत्पादित वाल्व फोर्जिंग द्वारा उत्पादित के रूप में अच्छे या बेहतर होते हैं। डीजल इंजन के टर्बो-सुपरचार्जर के लिए इम्पेलर कार्बन स्टील के शाफ्ट के घर्षण वेल्डिंग द्वारा हीट कास्ट-एस्टिंगनिटिक स्टील में निवेश किया जा सकता है।

ट्यूबों की एंड सील, जैसा कि अंजीर में दिखाया गया है। 13.12, घर्षण वेल्डिंग द्वारा भी प्राप्त किया जा सकता है। डिस्मिलर वेल्डेड संयोजनों में स्टेनलेस स्टील से जिरकोनियम शामिल होना शामिल हो सकता है। अंजीर। 13.13 स्टेनलेस स्टील ट्यूब को जिरकोनियम बार में शामिल करने के लिए बढ़त की तैयारी को दर्शाता है। डिसिमिलर मेटल संयोजनों के सफल संयोजन के लिए उच्च घूर्णी गति (3200 आरपीएम से अधिक) का उपयोग करना आवश्यक है ताकि इंटरमेटेलिक ज़ोन की मोटाई कम से कम हो सके।