جوشکاری اصطکاکی (FRW)

جوشکاری اصطکاکی (FRW) یکی از فرآیندهای جوشکاری در حالت جامد است که نیروی فشاری بین دو سطح قطعات در حالت چرخش نسبت به یکدیگر، موجب اصطکاک و افزایش دمای سطح درگیر گردیده و بدون ایجاد ذوب اتصال در فاز جامد انجام می گردد.

تحقیق بر روی این روش در روسیه، آمریکا و ژاپن حدود سال 1960 آغاز گردید و اولین ماشین جوش در مقیاس صنعتی در سال 1963 ساخته شد و پس از آن با توجه به مزایای بسیار آن در صرفه جویی  در هزینه از طریق کاهش مواد، زمان وانرژی و سویی افزایش کیفیت، قابلیت جوش قطعات غیر همجنس و ... به صورت گسترده ای مورد استفاده قرار گرفت

انواع ماشین آلات جوشکاری اصطکاکی

الف) Direct-Drive Friction Welding

در این شیوه انرژی لازم جهت دوران قطعه تحت نیروی فشاری وارد بر قطعات، از ابتدا تا انتهای فرآیند به صورت مستقیم توسط موتور ماشین تامین می شود، بدین صورت که یکی از قطعات معمولا مستقیما به موتور متصل بوده و قطعه دیگر ثابت است. پس از طی مرحله اول سیکل جوشکاری در زمانی مشخص، کلاچ ماشین اتصال موتور به قطعه را قطع کرده و بلافاصله قطعه درحال دوران توسط ترمز، با شتاب منفی بسیار زیاد به صورت ناگهانی در کمتر از چند دهم ثانیه متوقف می شود و در نهایت با اعمال نیروی فورج برای چند ثانیه فرآیند خاتمه می یابد.

ب) Inertia Friction Welding

در روش Inertia برخلاف Direct-Drive انرژی لازم جهت دوران قطعه توسط چرخ طیار (Flywheel) تامین میشود بدین صورت که ابتدا موتور ماشین از سرعت صفر شروع به گرداندن چرخ طیار می کند. پس از رسیدن چرخ طیار به سرعت دورانی مناسب موتور از چرخ طیار جدا می گردد. حال جرم مشخص و در حال دوران چرخ طیار، انرژی لازم را به صورت اینرسی دورانی در خود ذخیره کرده و با اعمال نیروی اولیه و نیروی فورج از سرعت چرخ طیار به تدریج کم شده تا به طور کامل متوقف گردد. در این روش ترمز وجود نداشته و توقف به صورت تدریجی صورت می گیرد.

به طور کلی در هر کدام از دو نوع ماشین، معایب و مزایایی نسبت به دیگری وجود دارد و انتخاب روش معمولا بر مبنای ابعاد، جنس، کاربرد، نرخ تولید قطعات و غیره است.

ترکیبات قابل جوش با جوشکاری اصطکاکی

با توجه به امکان اتصال غیرمشابه در فرایند جوشکاری اصطکاکی ، با طراحی قطعات غیر همجنس که در آن از حداقل فلز گرانبها استفاده شده باشد، می توان صرفه جویی هزینه ای قابل توجهی شاهد بود. از سویی این فرایند می تواند جایگزین مناسبی برای روشهای تولیدی فورج و ریخته گری باشد. در جدول زیر جفت فلزات قابل جوش به یکدیگر نمایش داده شده است.

 اتصالات ممکن جهت جوش با جوشکاری اصطکاکی

لوله به دیسک (Tube to Disk)		میلگرد به دیسک (Bar to Disk)		میلگرد به میلگرد (Bar to bar)		لوله به لوله (Tube to tube)		لوله به میلگرد (Tube to bar)