Zgrzewanie tarciowe

1. Metody zgrzewania tarciowego.
a) jeden z elementów zgrzewanych obraca się z wrzecionem
b) oba elementy zgrzewane wykonują ruch obrotowy
c) ruch obrotowy wykonuje wkładka umieszczona między elementami zgrzewanymi
1,2 - elementy zgrzewane; 3 - wkładka; 4 - podpórka; 5 - wypływka

2. Przebieg cyklu zgrzewania tarciowego.

3. Metody usuwania wypływek wewnętrznych.

Usunięcie wypływki wewnętrznej dokonuje się:
- po procesie zgrzewania – przez skrawanie, jeśli jest to możliwe,
- podczas procesu zgrzewania – przez stosowanie odpowiedniego kształtowania powierzchni czołowych elementów łączonych, jak pokazano poniżej na rysunkach;

Sposoby kształtowania powierzchni czołowych rur:
a) na wpust stożkowy ścięty;
b) na zamek walcowy,
c) na wpust stożkowy,
d) na zamek stożkowy,
e) na wpust równoległy.

4. Elementy układu zgrzewarki:
Zgrzewarka tarciowa ZT4-13:
1 – wrzeciennik, 8 – podpora tylna,
2 – wrzeciono, 9 – szafa z aparaturą,
3 – uchwyt, 10 – silnik napędowy wrzeciennika,
4 – suport, 11 – korpus,
5 – uchwyt imadłowy, 12 – drzwi przednie,
6 – prowadnica suportu, 13 – dźwignia zamykania uchwytu suportu.
7 – pulpit sterowniczy,

Budowa i obsługa zgrzewarki tarciowej ZT4-13.
Zgrzewarka tarciowa ZT4-13, przeznaczona jest do zgrzewania części wykonanych ze stali węglowych i stopowych o średnicy w miejscu łączenia od 10 do 30 mm. Na zgrzewarce ZT4-13 można łączyć również części wykonane z niektórych gatunków mosiądzu, aluminium, miedzi i brązu, a także żeliwa. Zgrzewarka w wykonaniu standardowym umożliwia zgrzewanie prętów o przekroju kołowym z prętami kwadratowymi lub sześciokątnymi.

5. Podstawowe parametry zgrzewania tarciowego:
- prędkość obrotowa tarcia, obr./min.;
- siła docisku tarcia, N;
- skrócenie elementów, mm;
- siła docisku spęczania, N;
- czas spęczania, s;
- czas hamowania, s.

6. Czynności zgrzewania:
1. otwarcie uchwytu wrzeciennika przyciskiem na pulpicie sterowniczym;
2. włożenie elementu zgrzewanego aż do nastawnego oporu w uchwyt wrzeciennika i jego zamknięcie uchwytu przyciskiem na pulpicie;
3. element zgrzewany mocujemy w szczękach suportu, po uprzednim dosunięciu go do nastawnego oporu;
4. przed przystąpieniem do właściwego zgrzewania elementów należy sprawdzić dobrane parametry procesu w cyklu kontrolnym (bez ruchu obrotowego);
5. uruchamiamy automatyczny cykl pracy (następuje proces zgrzewania);
- suport dosuwa się do wrzeciona;
- części zgrzewane spotykają się czołowo ze sobą;
- część zamocowana we wrzecienniku zostaje wprawiona w ruch obrotowy;
- dzięki tarciu między powierzchniami czołowymi części zgrzewanych wydziela się ciepło, doprowadzające do stanu plastyczności;
- w określonym momencie następuje zahamowanie wrzeciona i silny docisk zgrzewanych końcówek (spęczanie);
- automatyczne otwarcie uchwytu wrzeciennika i odsunięcie suportu;
- gotowy wyrób wyjmuje się ręcznie po zwolnieniu zacisku szczęk suportu.

6. Po założeniu nowych części cykl powtarza się.

7. Zalety i wady procesu zgrzewania tarciowego.

Do podstawowych zalet tego procesu możemy zaliczyć:
1. wysoką wydajność procesu (czas maszynowy zgrzewania w zależności od wielkości przekroju i rodzaju zgrzewanych materiałów wynosi 1,0 30 s);
2. bardzo dobra jakość złączy; złącza mają drobnoziarnistą strukturę,
3. powtarzalność uzyskiwanych wyników;
4. możliwość łączenia materiałów różniących się znacznie własnościami fizycznymi;
5. możliwość zgrzewania złączy ze stosunkowo dużym naddatkiem technologicznym;
6. mała strefa wpływu ciepła;
7. urządzenia na których wykonuje się operacje zgrzewania nie wymagają wykwalifikowanej obsługi.

Do wad procesu zgrzewania tarciowego zaliczyć możemy przede wszystkim:
1. konieczne jest w większości przypadków usunięcie wypływki;
2. istnieje możliwość powstawania złącza niewspółosiowego (przy nieprawidłowych parametrach procesu);
3. ograniczony zakres stosowania tej metody wynikający z faktu, że jeden z łączonych elementów musi mieć w płaszczyźnie tarcia przekrój kołowy (lub zbliżony do kołowego), pełny lub pierścieniowy;

8. Zastosowanie zgrzewania tarciowego.
Zgrzewanie tarciowe jest szeroko stosowane w przemyśle samochodowym, ponadto w przemyśle lotniczym, przez producentów narzędzi do skrawania, (wiertła, rozwiertaki, frezy, gwintowniki); w matrycach kuźniczych, narzędzia górnicze i elementy maszyn włókienniczych. Klasycznymi przykładami zastosowań są zawory ssące i wydechowe silników spalinowych, cylindry hydrauliczne, tłoczyska, części przekładni zębatych, wały napędowe i wały turbin. Obecnie można zgrzewać tarciowo części rurowe o grubości ścianki poniżej 1 mm. Istnieje też możliwość zgrzewania materiałów wytwarzanych technologią metalurgii proszków.

W rezultacie w wielu różnych gałęziach przemysłowych na całym świecie stosuje się zgrzewanie tarciowe do wytwarzania całkowicie niezawodnych spoin o wysokiej spójności zarówno w technice ogólnej jak i w zastosowaniach krytycznych ze względów bezpieczeństwa.

9. Wnioski
Zgrzewanie tarciowe umożliwia wytwarzanie dokładnych pod względem jakości powtarzalnych złączy, jest technologią ekonomiczną, w której zużywa się mniej energii, w mniejszym stopniu zanieczyszcza środowisko, nie wymaga stosowania kosztownych gazów ochronnych i materiałów zużywalnych ani też drogiej wysoko kwalifikowanej siły roboczej