Kitkahitsauksen toimintaperiaate ja sovellusalueet
Mekaanisessa valmistustoiminnassa on yleistä, että työkappaleiden metallipinnat tarttuvat yhteen ja hitsautuvat yhteen kitkan synnyttämän lämmön vuoksi, kuten työstökoneita sorvattaessa. Näitä tartunta- ja hitsausilmiöitä analysoimalla voidaan ymmärtää kitkahitsauksen olemus. Kitkahitsaus on hitsausmenetelmä, joka hyödyntää työkappaleen kosketuspinnan kitkan aiheuttamaa kitkalämpöä ja plastista muodonmuutoslämpöä nostaakseen rajapinnan lähellä olevaa lämpötilaa lämpötila-alueelle, joka on lähellä sulamispistettä mutta sen alapuolella, jolloin työkappale muuttuu plastisiksi muodonmuutoksiksi. ja virtaa paineen alaisena. Tämä saavutetaan rajapintamolekyylien diffuusion ja uudelleenkiteyttämisen avulla.
Kitkahitsausmenetelmiä on monia, ja kitkatoiminnan liikeradan ja prosessiominaisuuksien perusteella yleisiä todellisessa tuotannossa ovat jatkuva käyttökitkahitsaus, energiaa varastoiva kitkahitsaus, vaiheohjattu kitkahitsaus, inertiakitkahitsaus, telakitkahitsaus ja sekoituskitkahitsaus. Niistä jatkuvakäyttöinen kitkahitsaus, vaiheohjattu kitkahitsaus, inertiakitkahitsaus ja kiskon kitkahitsaus perustuvat hitsattujen osien väliseen suhteelliseen kitkaliikkeeseen lämpöenergian tuottamiseksi, joita kutsutaan yhteisesti perinteiseksi kitkahitsaukseksi. Kitkasekoitushitsaus, upotettu kitkahitsaus, kolmannen kappaleen kitkahitsaus ja kitkapäällyshitsaus ovat hitsausprosesseja, jotka perustuvat sekoituspään ja työkappaleen välisen suhteellisen kitkaliikkeen tuottamaan lämpöön.
Kitkahitsausprosessi voidaan jakaa karkeasti neljään vaiheeseen:
1. Kitkamekaanisen energian muuntaminen lämpöenergiaksi;
2. Materiaalien plastinen muodonmuutos;
3. Taontapaine termoplastisissa olosuhteissa;
4. Johtopäätös molekyylien välisestä diffuusiorekiteytyshitsauksesta.
Perinteiseen hitsaukseen verrattuna kitkahitsaus kuluttaa vähemmän lämpötilaa ja energiaa, ja sähköenergian kulutus on vain 20 % perinteisestä hitsauksesta. Sekä samoja että eri metalleja voidaan hitsata tehokkaasti. Ja hitsaustarkkuus on korkea. Kitkahitsauksella tuotetun dieselmoottoreiden esipolttokammion kokonaispituuden suurin virhe on ± 0,1 millimetriä. Vakaa hitsauslaatu ja korkea lujuus voivat pidentää huomattavasti tuotteen käyttöikää. Hitsausprosessi ei sovellu millekään hitsaustarvikkeelle, ja se on puhdas, hygieeninen ja saasteeton. Samanaikaisesti lämpövaikutusalue on pieni, hitsausnopeus on nopea ja prosessilämpötila on alhaisempi kuin sulamislämpötila, mikä vähentää tehokkaasti jähmettymisvirheitä. Toisin kuin perinteinen kaarihitsaus, kitkahitsaus ei aiheuta vaaroja, kuten kipinöitä, valokaaren valoa tai haitallisia kaasuja, mikä tekee siitä ympäristön terveyden ja turvallisuuden suojelun kannalta edullisemman.
Laadukkaiden, tehokkaiden, energiaa säästävien ja saastuttamattomien teknisten ominaisuuksiensa ansiosta kitkahitsausta on käytetty yhä enemmän sellaisilla aloilla kuin ilmailu, ydinenergia-ajoneuvot ja mekaaninen valmistus. Se on saanut paljon huomiota teollisuusmaista ja sijoittanut runsaasti varoja teknologian kehittämiseen ja soveltamiseen. Yleisesti uskotaan, että kitkahitsaus on luotettava, toistettava ja luotettava hitsaustekniikka.
Kitkahitsauksen erinomaisen hitsaussuorituskyvyn ansiosta tällä tekniikalla voidaan myös tehokkaasti suorittaa erilaisia korjaustoimenpiteitä, kuten keskeisten rakenteellisten osien halkeilua, metallilevyn reikien sijaintivirheitä, valuvirheitä, sammutushalkeamia ja muita ongelmia. Kitkatulpan korjaushitsaus on puolijohdehitsausprosessi, jossa on nopea hitsausnopeus, pieni lämpövaikutusalue ja korjauslujuus saavuttaa yli 90 % rungon lujuudesta. Korjausprosessi on täysin automatisoitu, laadultaan luotettava ja hitsatut osat täyttävät korkeat käyttövaatimukset, mikä vähentää materiaali- ja osien romutuksen taloudellisia ja aikatauluhäviöitä.
