Procédés de soudage par friction rotative – Entraineur direct & Inertie

Il existe deux types principaux de soudage par friction rotative :

• Soudage par friction à entraînement direct
• Soudage par friction d'inertie

Différentes pièces et projets nécessitent différentes formes de soudage par friction rotative, et dans ce blog, nous mettrons en avant les avantages de chacun pour vous aider à décider duquel pourrait être le mieux adapté à votre application.

SOUDEUR PAR FROTTEMENT À ENTRAÎNEMENT DIRECT : COMMENT ÇA MARCHE

Chaque technologie rotative dont nous parlerons dans cet épisode a quelque chose en commun - elles sont toutes basées sur le soudage par friction à entraînement direct. C'est parce que l'entraînement direct est la base du soudage par friction rotative.

Il présente :

• Un composant attaché à un vilebrequin
• Un moteur électrique pour le faire tourner
• Un composant maintenu stationnaire dans l'outil de queue-d'aronde

Pour commencer le processus, nous faisons tourner la pièce dans l'arbre jusqu'à une vitesse souhaitée. Avec la technologie Direct Drive, nous pouvons alterner entre deux vitesses – l'une associée à premier frottement et une autre pour second frottement .

Le premier frottement se fait à faible charge et permet de réduire la quantité de couple au contact de la pièce lorsque nous sommes à une vitesse élevée. Il nettoie les composants ensemble pour s'assurer que l'état de surface est propice à réduire le coefficient de frottement afin de commencer à générer de la chaleur.

Une fois cela terminé, nous passons à une charge légèrement plus élevée et basculons vers le second frottement, moment où nous commençons à produire plus de chaleur pour commencer à déformation du matériau. Nous resterons dans la phase de second frottement aussi longtemps que nécessaire.

Le soudage par friction Direct Drive peut être une technologie attractive car nous pouvons personnaliser les paramètres pour obtenir les résultats souhaités.

Par exemple, si nous souduons un acier durcissable, nous pouvons appliquer un peu plus de chaleur en utilisant une phase de second frottement plus longue afin d'aider à contrôler le taux de refroidissement.

Dans le Direct Drive, nous avons une limitation de l'arbre principal liée à la capacité du roulement axial à réagir face à la charge de forgeage lors de la rotation. Par conséquent, il est généralement nécessaire de réduire la vitesse de l'arbre principal à zéro avant d'appliquer la charge de forgeage. À ce stade, nous augmentons jusqu'à atteindre la charge de forge totale, éliminons tout le matériau adouci et finalisons le soudage.

Cependant, le soudage par friction en Direct Drive n'est pas parfait pour toutes les applications... c'est là que notre prochaine technologie intervient.

SOUDAGE PAR FROTTEMENT INERTIEL : CONSTRUIRE SUR LES FONDEMENTS

Lorsque le soudage par friction inertiel a été inventé, les ingénieurs ont étudié certains des inconvénients du soudage par friction en Direct Drive, principalement le pic de couple au contact des pièces.

Pour surmonter ce problème, les inventeurs ont ajouté un volant d'inertie à la machine, ce qui a empêché les applications à haut couple de bloquer les moteurs des machines de soudage par friction.

Comme vous pouvez le voir dans le graphique ci-dessus, dans le soudage par friction inertiel, toute l'énergie est stockée dans le volant d'inertie en rotation.

Pendant le processus d'inertie, nous déconnectons la transmission et appliquons une charge de forge, dissipant ainsi l'énergie cinétique stockée dans les volants moteurs sous forme de chaleur.

Pour réduire le temps de soudage et obtenir des zones thermiquement affectées (ZTA) plus étroites, nous appliquons une charge de forge dès le début, au lieu de passer par une approche en plusieurs étapes comme nous le faisons dans la soudure par friction en conduite directe.

Pour réaliser cela, nous avons besoin d'un vilebrequin hydrostatique, car les roulements à poussée ne peuvent pas supporter les hautes vitesses et les fortes charges.