UNIVERSITATEA TRANSILVANIA BRASOVFACULTATEA DE STIINTA SI INGINERIA MATERIALELORSPECIALIZAREA INGINERIA SUDURII MATERIALELOR AVANSATE

Materiale ecologice pentru sudare

Tema de Proiect: Sudarea prin frecare

Indrumator: Prof. SERBAN CORNEL EUGEN Student : GAGIU Ion-Iulian Grupa : 3831An: II Sectia : ISMA

AN UNIVERSITAR 2014-2015 Sudarea este operaia tehnologic prin care se realizeaz o asamblare nedemontabil a dou sau mai multe piese metalice, utiliznd nclzirea local, presiunea sau ambele, cu sau fr folosirea unui material de adaos similar cu metalul pieselor de mbinat. Prin sudur se nelege zona de mbinare rezultat n urma sudrii, materialul de adaos depus prin sudare se numete cordon de sudur; acesta poate fi continuu sau ntrerupt. Piesele de sudat se prelucreaz n zona unde urmeaz s se depun materialul de adaos, locaurile respective numindu-se rosturi.

Atunci cand mbinarea este realizat n urma schimbrii de faz (topirii) a materialului, procesul se numete sudare prin topire. Sudrii prin topire i este specifica apariia unei zone denumite zona influenat termic (ZIT), n care pot aprea modificri microstructurale ce conduc la reducerea rezistenei produsului metalic sudat.

Se recomand ca aceast zon sa fie ct mai mic pentru a nu afecta proprietile mecanice ale celor doua materiale ce trebuie mbinate prin sudare. mbinarea este asigurat de cordonul de sudur, care este un volum de material solidificat care realizeaz continuitatea structurii cristaline a celor dou materiale.

Sudarea prin frecare este un procedeu de sudare prin presiune in stare solida . Principiul procedeului consta in : - generarea caldurii prin frecare mecanica dintre o piesa care se deplaseaza si o componenta stationara; - presarea celor doua elemente cu o forta de refulare; - materiul incalzit este deformat plastic si prin racire se creeaza o sudura, figura 1.

Procedeul se aseamana cu forjarea. Procesul de sudare are urmatoarele faze:- antrenarea uneia dintre componente intr-o miscare de rotatie si presarea pe ea a celeilalte componente;- frecarea realtiva si incalzirea componentelor;- refularea componentelor in timpul sau dupa oprirea miscarii relative;

In figura 2 se arata aspectul unei suduri realizate cu acest procedeu, iar in figura 3 macrostructura unei suduri.Exista doua moduri de realizare a sudarii prin frecare si anume:

a. Sudare prin frecare rotativaIn acest caz, miscarea relativa dintre componentel de sudat este de rotatie in una din variantele prezentate in figura 4:- o piesa se roteste, cealalta piesa este refulata;- o piesa se roteste si este refulata, cealalta piesa este fixa;- se rotesc si sunt refulate cele doua piese intre care este introdusa o piesa intermediara fixa;- se roteste o piesa intermediara amplasat intre cele doua piese care apoi sunt refulate.

b. Sudare prin frecare liniaraMiscarea relativa dintre componentele de sudat este liniara, figura 5. Sudarea prin frecare rotativa este considerata varianta standard.(clasica), fiind cel mai des utilizata.

In practica se utilizeaza diferite variante ale sudarii prin frecare rotative si anume: Sudare prin frecare conventionala partea rotitoare se frneaz brusc la atingerea temperaturii desudare, iar forta axial se mreste in faza de refulare. Sudare prin frecare inertiala se utilizeaza o masa inertiala (volant) pentru nmagazinarea energiei. La franarea rapida a miscarii de rotatie se elibereaza energia acumulata. Sudare prin frecare a bolturilor piesa care se roteste este un bolt, iar piesa fixa o placa Sudare prin frecare cu element activ rotitor (se trateaza in capitol separat)

Caracteristici ale procedeului de sudare prin frecare Avantaje:- productivate foarte mare (timp de sudare foarte mic);- calitate foarte buna a sudurilor;- solicitare termica redusa a materialelor, structura metalografica favorabila;- tensiuni si deformatii reduse (ciclu termic incalzire/racire simetric);- precizie de asamblare inalta, reproductibilitate a calitatii;- posibilitati de mecanizare, automatizare foarte bune;- consum redus de material prin scurtare;- lipsa materialelor de adaos;- procedeu aplicabil la imbinarea materialelor dificil de sudat, inclusiv a imbinarilor eterogene intre materiale cu comportare la sudare dificila;- procedeu ecologic (fara emisii radiatii, fum, noxe).Dezavantaje:- procedeu aplicabil eficient doar la sectiuni cu simetrie de rotatie (in cazul unor altfel desectiuni este posibila apliocarea, dar procedura devine mult mai complicata);- producerea unei bavuri care trebuie indepartat dupa sudare;- necesitatea utilizarii unor forte de frecare si energii foarte mari care conduc la solicitareaputernica a materialelor si structurilor echipamentului de sudare;- echipament de sudare complicat si foarte scump;- dificultati in examinarea nedistructiva a sudurilor. Materiale sudabile prin frecareProcedul de sudare prin frecare permite imbinarea unui mare numar de materiale metalice.In tabelul 1 se indica pricipalele materiale sau combinatii de materiale sudabile prin frecare.

Aplicatii

Sudare prin frecare se aplica in diferite sectoare industriale, in general, pentru realizarea unei productii de serie. Principalele aplicatii ale procedeului sunt urmatoarele:se refera la:- industria masinilor unelte: scule aschietoare de tip burghie, freze, tarozi;- industria auto: supape, arbori cotiti, axe pompe de injectie, pinioane, angrenaje cutie de viteza, bare de transmisie si directie, amortizoare;- energetica: arbori, axe turbine;- electrotehnica: conductori electrici;- constructii: tevi, conducte; Sudarea prin frecare se aplica si la imbinarea unor elemente din materiale plastice, aplicatii care se trateaza separat.