FSW


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लघु संस्करण - FSW

घर्षण हिलाओ वेल्डिंग


लंबी संस्करण - FSW

घर्षण वेल्डिंग हलचल (FSW) एक ठोस राज्य के शामिल होने की प्रक्रिया (धातु अर्थ की प्रक्रिया के दौरान पिघला नहीं है) है और आवेदन कहाँ मूल धातु विशेषताओं के रूप में दूर अपरिवर्तित रूप में संभव रहना चाहिए के लिए इस्तेमाल किया. यह प्रक्रिया मुख्यतः एल्यूमीनियम पर किया जाता है, और सबसे बड़े टुकड़े जो आसानी से गर्मी इलाज पोस्ट करने के लिए गुस्सा विशेषताएँ उबरने वेल्ड नहीं किया जा सकता है पर अक्सर. यह आविष्कार किया गया था और प्रयोगात्मक वेन थॉमस और दिसम्बर 1991 में वेल्डिंग संस्थान ब्रिटेन में उनके सहयोगियों की एक टीम ने साबित. टीडब्लूआइ प्रक्रिया पर पेटेंट की संख्या रखती है, सबसे अधिक वर्णनात्मक पहला किया जा रहा.

आपरेशन के सिद्धांत

FSW प्रक्रिया के योजनाबद्ध आरेख: (ए) दो असतत धातु workpieces एक साथ उपकरण (एक जांच के साथ) के साथ, butted.
(ख) संयुक्त, भी वेल्ड क्षेत्र और उपकरण shoulder.In FSW, एक उपकरण बेलनाकार कंधों से प्रभावित क्षेत्र के एक profiled पिरोया / unthreaded जांच (नोक या पिन) के साथ, दिखा के माध्यम से उपकरण की प्रगति घुमाया जाता है पर एक निरंतर गति और चादर या थाली सामग्री है, जो एक साथ butted हैं के दो टुकड़े के बीच संयुक्त लाइन में एक निरंतर पार दर पर खिलाया. भागों के लिए सख्ती से एक समर्थन पट्टी पर एक तरह से कि जा रही अलग से मजबूर abutting संयुक्त चेहरों रोकता में clamped किया जाना है. निब की लंबाई से थोड़ा वेल्ड अपेक्षित गहराई से कम है और उपकरण कंधे काम की सतह के साथ घनिष्ठ संपर्क में होना चाहिए. निब तो काम, या इसके विपरीत के खिलाफ चला गया है.

घर्षण वेल्डिंग गर्मी पहनने के लिए प्रतिरोधी उपकरण कंधे और नोक, और काम के टुकड़े की सामग्री के बीच उत्पन्न होता है. इस गर्मी, यांत्रिक मिश्रण और सामग्री के भीतर adiabatic गर्मी प्रक्रिया द्वारा उत्पन्न गर्मी के साथ साथ उभारा सामग्री पिघल बिंदु (इसलिए एक ऐसी प्रक्रिया है ठोस राज्य उद्धृत) तक पहुँचने के बिना नरम करने का कारण है, साथ में उपकरण का प्रवाह की अनुमति धातु का एक plasticised ट्यूबलर शाफ्ट में वेल्ड लाइन. जैसा कि पिन वेल्डिंग की दिशा, पिन का प्रमुख चेहरा, एक विशेष पिन प्रोफ़ाइल द्वारा सहायता में ले जाया जाता है, बलों पिन के पीछे सामग्री plasticised जबकि एक पर्याप्त फोर्जिंग को वेल्ड धातु को मजबूत ताकत लगाने. सामग्री की वेल्डिंग ठोस अवस्था में गंभीर प्लास्टिक विरूपण, आधार सामग्री के गतिशील recrystallization शामिल करके मदद की है.

Microstructural विशेषताएँ

FSW प्रक्रिया की प्रकृति ठोस राज्य, अपनी असामान्य उपकरण और असममित प्रकृति के साथ संयुक्त, एक अत्यधिक विशेषता microstructure में परिणाम है. जबकि कुछ क्षेत्रों में वेल्डिंग के सभी रूपों के कुछ तकनीक के लिए अद्वितीय हैं के लिए आम हैं. हालांकि शब्दावली विविध है निम्नलिखित सर्वसम्मति का प्रतिनिधि है.

हलचल क्षेत्र (भी सोने का डला, गतिशील recrystallised क्षेत्र) भारी विकृत सामग्री है कि मोटे तौर पर वेल्डिंग के दौरान पिन के स्थान के संगत का एक क्षेत्र है. हलचल क्षेत्र के भीतर अनाज लगभग और equiaxed हैं अक्सर परिमाण के एक आदेश पैरेंट सामग्री में अनाज की तुलना में छोटे. हलचल क्षेत्र की एक अनूठी विशेषता कई गाढ़ा छल्ले के आम घटना है जो एक 'प्याज अंगूठी' संरचना के रूप में भेजा गया है. इन छल्लों के सटीक मूल मजबूती से स्थापित नहीं किया है, हालांकि कण संख्या घनत्व, अनाज आकार और बनावट में बदलाव सभी सुझाए गए हैं.

प्रवाह बांह वेल्ड की ऊपरी सतह पर है और सामग्री है कि कंधे से वेल्ड के पीछे हटते तरफ से खींच लिया है, तो उपकरण के पीछे के चारों ओर, और आगे बढ़ने के पक्ष में जमा होते हैं. [प्रशस्ति पत्र की जरूरत]
थर्मामीटरों यंत्रवत् प्रभावित क्षेत्र (TMAZ) हलचल क्षेत्र के दोनों ओर होता है. इस क्षेत्र में तनाव और तापमान कम कर रहे हैं और microstructure पर वेल्डिंग का प्रभाव तदनुसार छोटी है. हलचल क्षेत्र के विपरीत microstructure recognizably है पैरेंट सामग्री की है कि काफी विकृत और घुमाया, यद्यपि. हालांकि शब्द TMAZ तकनीकी रूप से विकृत पूरे क्षेत्र को संदर्भित करता है यह अक्सर करने के लिए किसी भी दृष्टि से पहले से ही शामिल नहीं किया क्षेत्र का वर्णन किया जाता है क्षेत्र और प्रवाह बांह हलचल.

क्षेत्र गर्मी से प्रभावित (Haz) सभी वेल्डिंग प्रक्रियाओं के लिए आम है. जैसा कि नाम से इंगित है, इस क्षेत्र एक थर्मल चक्र के अधीन है लेकिन वेल्डिंग के दौरान विकृत नहीं है. तापमान TMAZ में उन से कम कर रहे हैं लेकिन अभी भी एक महत्वपूर्ण प्रभाव हो सकता है अगर microstructure thermally अस्थिर है. वास्तव में, उम्र से कठोर एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं में इस क्षेत्र सामान्यतः गरीब यांत्रिक गुणों दर्शाती है.

फायदे और नुकसान

FSW की प्रकृति ठोस राज्य के तुरंत संलयन वेल्डिंग तरीकों पर कई फायदे के लिए सुराग के बाद से कोई भी तरल चरण से ठंडा करने के साथ जुड़ी समस्याओं को तुरंत परहेज कर रहे हैं. Porosity जैसे मुद्दे, घुला हुआ पदार्थ पुनर्वितरण, solidification खुर और liquation खुर एक मुद्दा FSW दौरान नहीं हैं. सामान्य में, FSW करने के लिए दोष के एक कम एकाग्रता का उत्पादन पाया गया है और बहुत मानकों और सामग्री में बदलाव के लिए सहनशील है.

फिर भी, FSW अनूठा दोष के एक नंबर के साथ जुड़ा हुआ है. अपर्याप्त वेल्ड तापमान, कम घूर्णी गति या उच्च पार गति के कारण, उदाहरण के लिए मतलब है, कि वेल्ड सामग्री को वेल्डिंग के दौरान व्यापक विरूपण समायोजित करने में असमर्थ है. यह लंबे, सुरंग की तरह वेल्ड जो सतह या जमीन पर हो सकता है के साथ चल रहा दोषों में हो सकता है. कम तापमान भी उपकरण के फोर्जिंग कार्रवाई सीमा कर सकते हैं और इसलिए वेल्ड के प्रत्येक पक्ष से सामग्री के बीच बांड की निरंतरता को कम. सामग्री के बीच प्रकाश संपर्क वृद्धि नाम 'चुंबन है, बंधन' के लिए दिया गया है. इस दोष खासकर के बाद से यह बहुत ही एक्स - रे या अल्ट्रासोनिक परीक्षण के रूप में nondestructive तरीकों का उपयोग पता लगाने के लिए मुश्किल है चिंता है. यदि पिन लंबे समय पर्याप्त नहीं है या उपकरण थाली से बाहर उगता तो वेल्ड के तल पर इंटरफ़ेस और नहीं बाधित जाली हो सकता है उपकरण द्वारा, एक दोष कमी की पहुंच में जिसके परिणामस्वरूप. यह अनिवार्य रूप से सामग्री है जो थकान दरारें का एक शक्तिशाली स्रोत हो सकता है में एक पायदान है.

परम्परागत संलयन, वेल्डिंग प्रक्रियाओं पर FSW के संभावित लाभ के एक नंबर की पहचान की गई:

के रूप में वेल्डेड हालत में अच्छा यांत्रिक गुणों
बेहतर जहरीले धुएं के अभाव या पिघला हुआ सामग्री का छिड़कन के कारण सुरक्षा के लिए.
कोई उपभोज्य - पारंपरिक इस्पात उपकरण [आवश्यक स्पष्टीकरण] 1000m एल्यूमीनियम के ऊपर वेल्ड और कोई भराव या गैस ढाल एल्यूमीनियम के लिए आवश्यक है सकते हैं.
आसानी से साधारण मिलिंग मशीन पर स्वचालित - कम स्थापना लागत और कम प्रशिक्षण.
सभी (क्षैतिज, ऊर्ध्वाधर, आदि) की स्थिति, में संचालित के रूप में कोई वेल्ड पूल है सकते हैं.
आम तौर पर अच्छा वेल्ड उपस्थिति और / पर-मिलान के तहत न्यूनतम मोटाई, इस प्रकार की वेल्डिंग के बाद महंगी मशीनिंग के लिए आवश्यकता को कम करने.
कम पर्यावरणीय प्रभाव.
हालांकि, इस प्रक्रिया में कुछ नुकसान की पहचान की गई:

बाहर निकलें छेद छोड़ दिया है जब उपकरण वापस ले लिया है.
बड़ी नीचे बलों भारी शुल्क को प्लेटों को एक साथ पकड़ आवश्यक clamping के साथ जरूरी है.
कम पुस्तिका चाप और प्रक्रियाओं (मोटाई विविधताओं और गैर रेखीय welds के साथ कठिनाइयों) से अधिक लचीला.
अक्सर धीमी कुछ संलयन वेल्डिंग तकनीक से पार दर हालांकि यह अगर कम वेल्डिंग गुजरता आवश्यक हैं ऑफसेट किया जा सकता है.


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