جوشکاری اصطکاکی welding ّFSW

1. ‫ـو‬ ٌ‫یاه‬
‫موضوع‬:‫اصطکاکی‬‫ی‬‫جوشکار‬
‫نده‬‫ر‬‫آو‬ ‫پدید‬:‫بیگی‬‫تقی‬‫حسین‬‫محمد‬

2. ‫جامد‬ ‫حالت‬ ‫ی‬‫جوشکار‬:
‫كه‬‫ذوبی‬ ‫حالت‬‫آیندهای‬‫ر‬‫ف‬ ‫برخالف‬ ‫جامد‬‫حالت‬ ‫های‬‫جوش‬ ‫در‬‫اتصال‬‫عمل‬‫و‬ ‫آنها‬‫تداخل‬ ‫و‬ ‫قطعه‬ ‫دو‬ ‫موضعی‬‫ذوب‬‫نتیجه‬ ‫در‬‫انجماد‬
‫شود‬ ‫می‬‫انجام‬‫مذاب‬‫تشكیل‬‫ن‬‫بدو‬ ‫اتصال‬ ،‫شد‬ ‫می‬‫انجام‬.‫بین‬ ‫عملیات‬‫از‬ ‫میانی‬‫مرحله‬‫یك‬ ‫در‬‫مذاب‬‫فلز‬ ‫از‬ ‫فیلمی‬ ‫است‬ ‫ممكن‬ ‫ولی‬
‫ایجاد‬ ‫اتصال‬ ‫سطوح‬‫گردد‬.‫اگرچه‬‫جوش‬‫از‬ ‫كامل‬ ‫طور‬‫به‬
ً
‫معموال‬‫مذاب‬ ‫فلز‬‫جدا‬‫شود‬ ‫می‬،‫در‬ ‫ولی‬‫ا‬‫ر‬ ‫مفیدی‬‫نقش‬ ‫خود‬ ‫كوتاه‬ ‫حضور‬
‫كند‬ ‫می‬‫ایفا‬ ‫جوش‬‫انجام‬ ‫در‬.

3. ‫جامد‬‫حالت‬ ‫ی‬‫جوشکار‬:
‫اصطکاکی‬ ‫ی‬‫جوشکار‬Friction Welding
‫ی‬‫فشار‬ ‫ی‬‫جوشکار‬Pressure welding
‫ی‬‫جوشکار‬‫ی‬‫آهنگر‬Forge welding
‫صوتی‬‫امواج‬ ‫با‬ ‫ی‬‫جوشکار‬Ultrasonic welding

4. ‫اصطکاکی‬‫ی‬‫جوشکار‬
*‫ی‬‫جوشكار‬‫ای‬ ‫لحظه‬‫اصطكاكی‬Inertia friction
‫ی‬‫جوشكار‬‫اصطكاكی‬‫مداوم‬ *Continuous drive friction
*‫ی‬ ‫اغتشاش‬‫اصطکاکی‬ ‫ی‬‫جوشکار‬Stir friction
.
.
.

5. ‫مزایای‬‫اصطکاکی‬‫ی‬‫جوشکار‬
‫فالكس‬‫به‬ ‫نیاز‬ ‫عدم‬(‫روانساز‬)‫محافظ‬ ‫گاز‬ ‫و‬‫كننده‬ ‫پر‬ ‫ماده‬ ،
‫نیاز‬ ‫مورد‬‫انرژی‬‫كلی‬ ‫طور‬‫به‬ ‫و‬‫كمتر‬‫الكتریكی‬‫انرژی‬ ‫مصرف‬
‫گاز‬ ‫و‬ ‫،دود‬‫الكتریكی‬ ‫قوس‬‫ن‬‫بدو‬ ‫و‬‫تمیز‬‫نسبتا‬ ‫ی‬‫جوشكار‬ ‫عملیات‬
‫ها‬‫محدودیت‬:
‫باشد‬ ‫گرد‬‫باید‬ ‫قطعات‬‫از‬ ‫یكی‬.‫گر‬‫به‬ ‫و‬‫بسته‬ ‫دستگاه‬ ‫روی‬ ‫ا‬‫ر‬‫آن‬‫بتوان‬‫كه‬ ‫باشد‬‫طرحی‬ ‫و‬ ‫شكل‬‫ای‬‫ر‬‫دا‬‫باید‬ ‫همچنین‬‫د‬‫ر‬‫آو‬‫ر‬‫د‬ ‫دش‬.‫البته‬
‫باالست‬‫نسبتا‬ ‫مصرفی‬ ‫هزینهای‬ ‫ولی‬‫است‬ ‫شده‬ ‫طرف‬‫بر‬ ‫جدید‬ ‫های‬‫احی‬‫ر‬‫ط‬ ‫با‬‫محدودیت‬‫این‬.‫میت‬ ‫ا‬‫ر‬‫ات‬‫ز‬‫فل‬ ‫و‬‫مواد‬‫اكثر‬‫این‬ ‫با‬‫وان‬
‫یم‬‫ر‬‫ندا‬‫محدودیتی‬ ‫هیچ‬‫تقریبا‬ ‫و‬ ‫نمود‬ ‫ی‬‫جوشكار‬‫روش‬.

6. ‫لحظه‬ ‫اصطكاكی‬ ‫ی‬‫جوشكار‬‫ای‬:(IFW)
‫فرم‬‫س‬ ‫دوار‬ ‫چرخ‬‫به‬ ‫متصل‬‫نظام‬ ‫سه‬‫یك‬‫به‬ ‫شده‬‫گیرداده‬ ‫كار‬ ‫قطعه‬‫یك‬ ‫شامل‬‫ی‬ ‫چرخش‬ ‫اصطكاكی‬ ‫ی‬‫جوشكار‬‫ای‬‫لحظه‬‫می‬ ‫نگین‬
‫می‬‫بدست‬‫دسترس‬ ‫در‬ ‫های‬ ‫ل‬‫فرمو‬ ‫طریق‬‫از‬ ‫یا‬ ‫و‬‫د‬‫ر‬‫استاندا‬ ‫و‬‫ی‬ ‫مایش‬‫ز‬‫آ‬ ‫های‬ ‫جوش‬‫وسیله‬‫به‬ ‫دوار‬ ‫چرخ‬ ‫چرخش‬ ‫سرعت‬ ‫باشد‬‫آید‬.
‫قط‬‫به‬ ‫ی‬‫فشار‬‫نیروی‬‫تحت‬ ‫چرخش‬ ‫حال‬ ‫در‬ ‫كار‬ ‫قطعه‬ ‫و‬ ‫شود‬ ‫می‬‫جدا‬ ‫موتورها‬‫از‬ ‫دوار‬ ‫چرخ‬ ‫موردنیاز‬ ‫سرعت‬‫به‬ ‫سیدن‬‫ر‬‫از‬‫بعد‬‫عه‬
‫شود‬ ‫می‬ ‫متصل‬ ‫ساكن‬ ‫كار‬.‫ب‬ ‫و‬ ‫شود‬ ‫می‬‫تبدیل‬‫ت‬‫ر‬‫ا‬‫ر‬‫ح‬‫به‬ ‫اصطكاك‬ ‫طریق‬‫از‬ ‫دوار‬ ‫چرخ‬‫ی‬ ‫جنبش‬‫انرژی‬ ‫سطح‬ ‫دو‬‫تماس‬ ‫با‬‫محض‬‫ه‬
‫اك‬‫ر‬‫پ‬ ‫قطعات‬ ‫در‬ ‫سانش‬‫ر‬ ‫طریق‬ ‫از‬ ‫گرما‬‫آن‬ ‫بجای‬ ‫و‬‫یابد‬ ‫می‬ ‫كاهش‬ ‫هم‬ ‫سطوح‬ ‫در‬‫تولیدی‬ ‫گرمای‬‫یافت‬ ‫كاهش‬ ‫سرعت‬‫اینكه‬‫می‬‫نده‬
‫د‬‫حركت‬‫ناگهانی‬‫توقف‬ ‫سبب‬ ‫و‬‫كند‬ ‫می‬‫ایش‬‫ز‬‫اف‬‫به‬ ‫شروع‬ ‫مخالف‬‫جهت‬ ‫در‬‫ر‬‫گشتاو‬ ‫تماس‬ ‫مقطع‬ ‫سطح‬‫ایش‬‫ز‬‫اف‬‫با‬ ‫شود‬‫چرخ‬‫انی‬‫ر‬‫و‬
‫اتصال‬ ‫مقطع‬‫سطح‬‫ایش‬‫ز‬‫اف‬ ‫باعث‬ ‫اضافی‬‫نیروی‬ ‫یك‬‫مرحله‬‫این‬ ‫در‬ ‫گردد‬ ‫می‬‫تشكیل‬ ‫جامد‬ ‫حالت‬ ‫در‬ ‫جوش‬ ‫و‬ ‫شود‬ ‫می‬ ‫دوار‬‫و‬ ‫شده‬
‫می‬ ‫بهبود‬‫ا‬‫ر‬ ‫جوش‬ ‫مكانیكی‬ ‫خواص‬‫كیفیت‬‫بخشد‬.

7. ‫اصطكاكی‬ ‫ی‬‫جوشكار‬‫پیوسته‬(CDF ):
‫داده‬‫گیر‬‫موتور‬‫به‬ ‫متصل‬‫نظام‬ ‫سه‬‫یك‬‫به‬ ‫كار‬ ‫قطعه‬‫یك‬‫ای‬‫لحظه‬ ‫اصطكاكی‬ ‫ی‬‫جوشكار‬‫مانند‬ ‫ی‬‫جوشكار‬‫نوع‬‫این‬ ‫در‬‫است‬ ‫شده‬
‫می‬ ‫مشخص‬ ‫مان‬‫ز‬ ‫و‬‫ثابت‬ ‫سرعت‬‫یك‬ ‫با‬‫پیوسته‬ ‫طور‬‫به‬‫كه‬‫چرخد‬.‫به‬‫ایجا‬‫ای‬‫ر‬‫ب‬‫اولیه‬ ‫شده‬‫ل‬‫كنتر‬ ‫ی‬‫فشار‬‫نیروی‬‫یك‬ ‫ل‬‫معمو‬ ‫طور‬‫د‬
‫شود‬ ‫می‬ ‫د‬‫ر‬‫وا‬ ‫تماس‬ ‫سطوح‬‫بر‬ ‫اصطكاك‬.‫ترمز‬‫وسیله‬‫به‬‫چرخش‬ ‫حال‬ ‫در‬ ‫كار‬ ‫قطعه‬ ‫شد‬‫تولید‬ ‫كافی‬‫ت‬‫ر‬‫ا‬‫ر‬‫ح‬‫كه‬ ‫هنگامی‬‫می‬‫متوقف‬
‫شود‬‫نیروی‬‫گردد‬ ‫می‬ ‫اعمال‬‫تماس‬ ‫مقطع‬‫سطح‬‫ایش‬‫ز‬‫اف‬‫ای‬‫ر‬‫ب‬ ‫نهایی‬‫بیشتر‬.
‫به‬‫بزرگ‬‫خیلی‬ ‫مقاطع‬ ‫اتصال‬‫ای‬‫ر‬‫ب‬،‫مداوم‬ ‫اصطكاكی‬ ‫ی‬‫جوشكار‬ ‫عملیاتی‬ ‫امترهای‬‫ر‬‫پا‬‫ات‬‫ر‬‫تغیی‬ ‫وسیع‬ ‫گستره‬‫دلیل‬‫نهایت‬‫بی‬ ‫یا‬ ‫و‬
‫د‬‫ر‬‫دا‬ ‫برد‬‫ر‬‫كا‬ ‫كوچك‬.
‫ای‬‫ر‬‫ب‬‫هوای‬‫توربین‬‫یك‬‫از‬ ‫ها‬ ‫ماشین‬ ‫در‬‫میكرو‬ ‫مقیاس‬‫با‬ ‫اصطكاكی‬ ‫ی‬‫جوشكار‬ ‫در‬‫نیاز‬ ‫مورد‬ ‫ی‬ ‫چرخش‬ ‫سرعت‬‫به‬ ‫سیدن‬‫ر‬‫ای‬‫ر‬‫ب‬ ‫ی‬
‫شود‬ ‫می‬ ‫استفاده‬ ‫نظام‬‫سه‬ ‫چرخاندن‬.‫نیروی‬‫فورج‬ ‫نهایی‬‫نیروی‬‫كه‬ ‫د‬‫ر‬‫دا‬ ‫صعودی‬‫سیر‬‫میكرو‬‫ه‬‫ز‬‫اندا‬‫با‬ ‫اتصاالت‬ ‫در‬ ‫ی‬‫فشار‬‫ممكن‬
‫فقط‬‫است‬135lbs.‫است‬‫ثانیه‬‫یك‬‫از‬ ‫كمتر‬
ً
‫معموال‬‫میكرو‬ ‫جوش‬‫یك‬‫انجام‬‫ای‬‫ر‬‫ب‬ ‫ی‬‫جوشكار‬ ‫و‬ ‫گرمادهی‬ ‫مان‬‫ز‬ ‫كل‬‫باشد‬.

8. ‫باشد‬ ‫می‬ ‫ساده‬‫بسيار‬ ‫اصطکاکی‬ ‫ی‬‫جوشکار‬ ‫اصلی‬ ‫ايده‬.‫نشدنی‬‫مصرف‬ ‫ار‬ّ‫دو‬‫وسيله‬ ‫يک‬(‫دندانه‬ ‫با‬‫همراه‬ ‫ويژه‬ ‫پین‬‫يک‬)‫در‬‫ا‬‫ر‬
‫بگیريد‬‫نظر‬.‫دو‬ ‫اين‬ ‫اتصال‬ ‫خط‬‫د‬‫ر‬‫وا‬ ‫پین‬‫و‬ ‫دهند‬ ‫می‬‫قرار‬‫محکم‬‫هم‬‫کنار‬ ‫در‬ ‫بدهند‬ ‫جوش‬ ‫خواهند‬‫می‬ ‫که‬ ‫ا‬‫ر‬ ‫ی‬‫فلز‬‫دو‬‫فلزمی‬
‫کند‬ ‫می‬ ‫طی‬ ‫ا‬‫ر‬ ‫اتصال‬ ‫خط‬ ‫ل‬‫طو‬ ، ‫چرخش‬ ‫با‬‫اه‬‫ر‬‫هم‬‫و‬ ‫شود‬.‫دهد‬‫می‬ ‫انجام‬ ‫ا‬‫ر‬ ‫اصلی‬‫عمل‬ ‫دو‬ ‫پین‬:
•‫اصطکاک‬ ‫توسط‬‫قطعه‬ ‫کردن‬ ‫گرم‬
•‫منظور‬ ‫به‬ ‫مواد‬ ‫دادن‬‫حرکت‬‫اتصال‬
‫گرما‬‫آيد‬‫می‬ ‫دست‬ ‫به‬‫قطعه‬ ‫پالستيک‬‫فرم‬‫تغيیر‬‫و‬ ‫کار‬ ‫قطعه‬ ‫و‬ ‫پین‬ ‫بین‬‫اصطکاک‬‫کمک‬ ‫به‬.‫باعث‬ ‫شده‬‫متمرکز‬ ‫ت‬‫ر‬‫ا‬‫ر‬‫ح‬‫ش‬ ‫نرم‬‫دن‬
‫اثر‬ ‫بر‬‫و‬ ‫گردد‬ ‫می‬ ‫پین‬‫عقب‬ ‫به‬ ‫پین‬ ‫ی‬‫جلو‬‫از‬ ‫مواد‬‫حرکت‬ ‫باعث‬ ،‫پین‬‫دوار‬‫حرکت‬‫همراه‬ ‫به‬‫و‬ ‫پین‬ ‫اطراف‬ ‫مواد‬‫پروسه‬ ‫اين‬‫اتصال‬
‫پین‬‫ی‬ ‫هندس‬ ‫ساختار‬‫علت‬ ‫به‬ ‫افتد‬‫می‬ ‫اتفاق‬ ‫جامد‬ ‫حالت‬‫در‬‫که‬ ‫موادی‬‫کنند‬ ‫می‬‫حرکت‬‫پین‬ ‫اطراف‬‫در‬‫یکدیگر‬ ‫با‬‫خوبی‬ ‫به‬
‫شوند‬‫می‬‫ترکیب‬.
‫ی‬ ‫اغتشاش‬ ‫اصطکاکی‬ ‫ی‬‫جوشکار‬Stir Friction Welding

11. ‫ی‬ ‫اغتشاش‬‫ی‬‫جوشکار‬‫مزایای‬:
Low distortion & shrinkage
Less stress
Energy efficient
No fume, porosity, spatter
‫قطعه‬ ‫در‬ ‫انحراف‬‫و‬‫اعوجاج‬‫عدم‬
‫است‬‫کم‬‫بسیار‬‫قطعه‬ ‫بر‬ ‫ده‬‫ر‬‫وا‬‫تنش‬
‫باال‬ ‫ی‬‫ژ‬‫انر‬ ‫ده‬‫ز‬‫با‬
‫مذاب‬ ‫ماده‬‫پاشش‬‫و‬ ‫منفذ‬ ، ‫دود‬ ‫وجود‬‫عدم‬

12. ‫ی‬ ‫اغتشاش‬ ‫اصطکاکی‬‫ی‬‫جوشکار‬ ‫معایب‬:Disadvantage
‫محل‬ ‫انتهای‬‫در‬ ‫پین‬‫که‬ ‫ای‬ ‫نه‬‫ز‬‫و‬‫ر‬
.‫د‬‫ر‬‫آو‬‫می‬ ‫بوجود‬‫ی‬‫جوشکار‬
‫ثابت‬ ‫ای‬‫ر‬‫ب‬‫مخصوص‬ ‫های‬‫گیره‬ ‫به‬ ‫نیاز‬
‫هم‬ ‫ر‬‫مجاو‬‫در‬ ‫قطعه‬ ‫دو‬‫داشتن‬ ‫نگه‬
‫به‬‫قادر‬‫ی‬‫نوار‬ ‫ی‬‫جوشکار‬‫نیست‬

13. ‫د‬‫ر‬‫دا‬ ‫وجود‬ ‫مهم‬ ‫بسيار‬‫امتر‬‫ر‬‫پا‬ ‫چهار‬: FSW ‫ی‬‫جوشکار‬ ‫در‬
)‫ساعت‬‫اي‬ ‫و‬ ‫گرد‬‫پاد‬‫گرد‬ ‫ساعت‬ w, rpm) ‫رسعت‬‫پني‬ ‫چرخش‬
(v, mm/min) ‫ند‬‫ک‬ ‫می‬ ‫طی‬ ‫ا‬‫ر‬ ‫اتصال‬ ‫خط‬ ‫پني‬ ‫که‬ ‫رسعیت‬
(angle tilt) ‫يه‬‫و‬‫ا‬‫ز‬‫قطعه‬ ‫سطح‬ ‫بر‬ ‫معود‬ ‫خط‬ ‫از‬ ‫ار‬‫ز‬‫ب‬‫ا‬ ‫اف‬‫ر‬‫احن‬‫اکر‬
(N) ‫توسط‬ ‫ار‬‫ز‬‫اب‬ ‫بر‬ ‫ارد‬‫و‬ ‫معودي‬ ‫نريوي‬‫تگاه‬‫س‬‫د‬

14. ‫ی‬‫جوشکار‬ ‫برد‬‫ر‬‫کا‬FSW
‫هوایی‬ ‫صنایع‬‫در‬ ‫طویل‬ ‫های‬ ‫قه‬‫ر‬‫و‬‫ی‬‫جوشکار‬
‫ی‬‫ساز‬ ‫کشتی‬ ‫و‬ ‫یایی‬‫ر‬‫د‬ ‫صنایع‬ ‫در‬
‫آهن‬‫اه‬‫ر‬ ‫ساخت‬
‫ی‬‫ساز‬ ‫و‬‫خودر‬‫صنایع‬(‫ای‬ ‫مسابقه‬ ‫ی‬‫و‬‫خودر‬‫ل‬‫فرمو‬1)
‫بر‬‫ه‬‫ر‬‫ماهوا‬ ‫های‬ ‫موشک‬ ‫ای‬‫ر‬‫ب‬ ‫سوخت‬ ‫ن‬‫مخز‬‫ساختن‬ ‫در‬