26 Feb Procedeu şi dispozitiv de sudare cu element activ rotitor
Procedeul de sudare prin frecare cu element activ rotitor (Friction Stir Welding, prescurtat în continuare FSW), a fost inventat în 1991 şi dezvoltat de cercetătorii de la The Welding Institute (TWI), fiind derivat din procedeul convențional de sudare prin frecare; este considerat un punct de referință în dezvoltarea tehnologiilor de îmbinare, precum şi al concepției şi execuției structurilor sudate complexe.
Procedeul FSW a cunoscut o evoluție rapidă, prin acordarea unui interes deosebit în lumea ştiințifică, captând, deopotrivă, atenția celor mai prestigioase centre de cercetare din lume, precum şi a unor companii industriale de renume din sectoare de vârf ca aerospațial sau transport terestru. Sudarea se realizează în stare solidă, procedeul poate fi dezvoltat în special pentru aliaje de materiale neferoase (fiind mai uşor de aplicat decât sudarea prin topire), se pot realiza îmbinări sudate cu lungime mare, cap la cap şi prin suprapunere, cu distorsiuni minime postsudare. Procedeul FSW este 100% ecologic, temperatura de proces este sub temperatura de topire, nu sunt emanații, noxe sau radiații.
La utilizarea procedeului hibrid FSW-WIG, sudarea wig având rol doar de preîncălzire (curenți relativ mici) a materialelor, noxele emanate în timpul procesului sunt minime.
Aspectul inovativ
Avantajele utilizării procedeului FSW comparativ cu procedeele clasice de sudare cu arc electric au fost demonstrate şi sunt bine cunoscute pe plan mondial. În general, avantajele folosirii procedeului hibrid FSW-WIG, comparativ cu procedeul FSW clasic, sunt obținerea unui aport suplimentar caloric, folosit pentru preîncălzirea pieselor de sudat, acest lucru având ca efecte, o mai bună îmbinare prin sudare a materialelor, folosirea unor dispozitive de poziționare şi fixare a pieselor de sudat, care dezvoltă valori mai mici a forțelor de strângere față de situația procedeului standard şi folosirea unei forțe de deplasare a uneltei de lucru, având o valoare mai mică, datorită plastifierii bune a materialelor de sudat. Experimentările realizate de colectivul de autori la ISIM Timişoara s-au dezvoltat pentru materiale la îmbinarea cărora prin procedeul FSW clasic s-au întâmpinat dificultăți, de exemplu: aliaj de aluminiu EN AW 7075-T651 (s1=5mm), cupru Cu99 (s2=5mm) şi oțel S235JR+N (s3=3mm) La utilizarea unor parametri de sudare optimizați atât la sudarea FSW clasic cât şi la sudarea FSWWIG, s-au obținut îmbinări sudate fără imperfecțiuni/defecte. Analizând comparativ caracteristicile îmbinărilor sudate FSW, respectiv FSW-WIG, se observă că acestea sunt similare, micile diferențe fiind nesemnificative. Din punct de vedere al obiectivelor propuse prin propunerea procedeului hibrid FSW-WIG s-au obținut comparativ cu procedeul FSW clasic: - creşterea productivității prin mărirea vitezei de sudare (la aliajul EN AW 7075 cu ~67 %, la oțelul S 235 cu ~500% şi la aliajul de cupru Cu 99 cu ~200%) - obținerea unui regim mai stabil de sudare (fără vibrații) care asigură o protejare mai bună a maşinii şi a uneltelor de sudare - uzura uneltelor de sudare a scăzut semnificativ (cu aprox. 50%) la sudarea hibridă FSW-WIG, comparativ cu sudarea FSW clasică. Procedeul FSW este 100% ecologic. Comparativ cu procedeele clasice de sudare cu arc electric procedeul FSW-WIG prezintă următoarele caracteristici: - reducerea cu aprox. 75% a emisiilor de noxe - nu se utilizează sârmă de adaos (sunt eliminate operațiile de fabricație a sârmei de adaos, a rolelor/tamburilor pentru sârmă, transportul acestor, etc.) - se reduc în proporție de 80-85% operațiile ante şi postsudare (pregătire rost, prelucrare supraînălțare, corectarea deformațiilor, etc.) - nu sunt necesare materiale pentru curățare ante/post sudare (solvenți, material textil, perii de sârmă) - procedeul permite îmbinarea unor materiale cu grad mare de reciclabilitate (≈90%), cum ar fi aliaje dure de aluminiu.
Domeniile de aplicare
Structuri sudate din materiale uşoare sau oțeluri, la care predomină sudurile liniare de lungimi medii şi mari. Cerințe: - deformații minime la sudare - nu există zone influențate termic - caracteristici superioare ale îmbinărilor sudate comparativ cu procedeelor clasice de sudare cu arc electric
Stadiul actual de dezvoltare
Disponibil pentru testare
Proprietate intelectuală
Brevetat acordat nr 123349 din 28.10.2011