SOLDADURA POR
FRICCION
Orígenes
............................................................................................3
Introducción.......................................................................................3
Descripción del
funcionamiento,
Fases y componentes
para su realización.....................................4
Ejemplo de
maquinaria....................................................................12
Objetivos: investigación y descripción acerca de uno de los métodos copulativos de metales; “Soldadura por
Fricción”.
Los orígenes
El proceso fue inventado y
desarrollado en 1836 por Trevor Irving Rolt (T.I.R.) mientras él era empleado
como un cuidador de perros del director administrativo del empresario Thompson.
Este ha estado al frente del desarrollo
de la tecnología desde siempre.
La soldadura por fricción
La Soldadura por fricción es un
método de componentes copulativos que usa una máquina que permita el giro de una pieza respecto de la otra.
La terminación satisfactoria del
proceso requiere una máquina de soldadura a fricción Thompson - ningún - otro
lo hace adecuadamente.
El Proceso
Una de las partes se mantiene
estacionaria mientras la otra rota y sé colocada enfrente de la primera.
Entonces al alcanzar la temperatura adecuada se detiene la rotación y se las
empuja cada vez con mayor presión. Si usted es afortunado las partes se pegarán
firmemente concluyendo las soldaduras de las piezas con éxito.
Las Ventajas
La soldadura por fricción tiene
un número de ventajas sobre otros procesos copulativos:
Usted puede clavar tipos
diferentes de elementos juntos.
No se requieren consumibles (a
excepción de una gran cantidad de aceite hidráulico y lubricador, el destello
que es producido por la fricción es mucho menor que el que produciría una
soldadora por arco).
Es más divertido que
conseguir un ojo-arco.
La Pre – Soldadura (primeros pasos para el inicio de la soldadura)
Dos componentes se sujetan firmemente, uno en posición
estacionaria y el otro ubicado en el
porta piezas de la máquina u otra fijación apropiada donde la pieza
pueda rotarse. Ellos son empujados hasta quedar en contacto por medio de un
sistema de presión y a las medidas correspondientes. Realizados estos
procedimientos anteriores de calibración de las piezas, los componentes se
separan y al porta piezas se lo lleva a una velocidad de giro para el comienzo
de la soldadura.
La Primer fricción ( principio del comienzo de la soldadura)
Los componentes son empujados hacia el contacto una vez
más, en este segundo contacto la presión ejercida es inicialmente baja, esta
presión baja tiene la función de
limpiar las caras externas de las dos piezas a soldar, logrado un pre -
calentado y reduciendo el coeficiente de fricción antes del principio de la
segunda fricción. Esta etapa continúa por un tiempo predeterminado. La duración
depende del tamaño y naturaleza de los componentes pero oscila desde unos
cientos milisegundos para los componentes más pequeños (máquina modelo 15) a
sobre veinte segundos para los más grandes (máquina modelo 250)
La
Segunda fricción (comienzo de la soldadura)
La presión se eleva para aumentar la fricción entre las
los piezas. El material comienza a elevar su temperatura que es producida por
la fricción entre los materiales, alcanzando la temperatura de la zona de
fluencia (comienza a ser plástico) y fluye hacia afuera para formar un reborde esta característica se la conoce
"destello" del material. Este desalojamiento de material asegura
excluyente de contaminantes desde la interfaz de soldadura. Este desalojamiento
se llama comúnmente (algo descolocado) "la quemadura - externa". El
fin de esta etapa es determinado comúnmente por la cantidad de desalojamiento
de material desde la etapa inicial (pre - soldadura) hasta la posición de tope.
Puede usarse un desalojamiento fijo de material (quemadura constante -
externa), o el desalojamiento puede continuarse hasta que la longitud del
componente fijo el cual es apoyado sobre el que está girando alcance un valor
deseado de longitud (ubique de quemadura – externa). Alternativamente en la Segunda etapa de Fricción el tiempo puede
ser controlado en la misma manera que en la primera fricción. Al final de esta
etapa, la rotación se para (comúnmente tan rápido como sea posible). La
duración depende del tamaño y naturaleza de los componentes pero oscila desde
unos cientos milisegundos para los componentes más pequeños (máquina modelo 15)
unos minutos para los más grandes (máquina modelo 250).
Forja
Con la rotación parada (o casi parada) la presión
comienza a aumentar nuevamente. Esta etapa provee un trabajo mecánico adicional
de la articulación sin el aporte de calor y así promociona refinamiento de la
microestructura. Esta presión alta se mantiene por un tiempo predeterminado y
sin alteraciones en relación con anterioridad a las operaciones adicionales de
la máquina. La duración depende del tamaño y naturaleza de los componentes pero
oscila desde unos cientos milisegundos para los componentes más pequeños
(máquina modelo 15) a sobre veinte segundos para los más grandes (máquina
modelo 250). Al final de esta etapa la soldadura es completa y la presión puede
descargarse inmediatamente. Estas máquinas similares a los tornos se adaptan
frecuentemente con algunos medios de quitar los destellos creados por el
proceso de la soldadura.
Flash del destello
Hay varios métodos de flashes de destello y la voluntad
empleada del método depende de la
naturaleza de los componentes y otros factores.
Este cuadro muestra dos ejes, auto-controlados de
destello en la acción. Para esta actividad, la abrazadera se debe abrir después
de soldada y el porta piezas se debe rotar nuevamente mientras el destello está
todavía caliente. El movimiento programado de una interrupción quita el
destello que deja un componente terminado sin necesidad de ningún maquinado
adicional.
.
Existe un programa que provee acceso a los datos que se
registró para cada soldadura por el programa de Soldadura. El programa
se instala comúnmente sobre la computadora de la máquina, pero puede usarse a
la vez, sobre otra computadora. Una computadora separada puede conectarse por
medio de una red a la computadora de la máquina para que se puedan acceder a los datos desde otra
ubicación.
Los datos desde
cualquier soldadura selecta pueden mostrarse e imprimirse gráficamente o
numéricamente. Un típico diagrama de Reproducción de Soldadura se muestra más
adelante. La velocidad de huso aparece en azul, el cilindro de forja presiona
en rojo y el desalojamiento de material
en verde.
Los datos pueden
exportarse de diversas maneras para el traslado a otro programa u otra
computadora. Una función se provee para exportar seleccionando datos
automáticamente a Microsoft Excel. Si Excel se instala sobre la misma máquina
(o se accede por medio de DCOM) un único golpe de tecla o selección de menú da
comienzos a Excel, abre una nueva hoja de cálculos, entra todos los datos y
formatos a las columnas adecuadamente y
da los valores de todo el control y permite
controlar los parámetros en el uso y cuando la soldadura se hizo, pueden
inspeccionarse.
Destello
Este programa es el
único instalado cuando la máquina está ajustada con servo remoción controlada
de destello (ve los Extras Optativos pagina). En Su función está permitido el
programado de los movimientos de remoción de destello. Se diseña para hacer
programado muy simple pero todavía proporciona acceso al conjunto de aspectos
poderosos.
El destello presenta
una dilatación del metal como de interfase donde el operador puede
escribir valores para la posición horizontal y vertical de cada movimiento
conjuntamente con otra información pertinente. La información de posición puede
también ser 'learned'; Cuando el usuario mueve los ejes de remoción de destello
a la posición deseada. Las funciones siguientes son disponibles:
1-movimientos
lineal simple
2-movimientos
circular de arco, especificado por el punto de comienzo, punto terminado, radio
y dirección
3-movimientos
circular de arco, especificado por tres
puntos.
4-mora
(es decir tiempo demora).
El Componente Terminado
La soldadura de fricción crea una superficie llena -área
articulación- entre las juntas de los metales soldados. El proceso es apropiado
para soldar una gama amplia de metales ferrosos y no-ferrosos, incluyendo
distintas aleaciones de metales.
.
La carga automatizada y / o descarga
La carga y el desembarque de
componentes desde la máquina puede
mecanizarse
y automatizarse a cualquier alcance deseado.
TFW ha construido las
máquinas
que han sido parte de un sistema de producción totalmente
automatizada,
requiriendo que tenga poca o ninguna
intervención manual, hasta
en el
cambio de un tipo de componente (pieza) a otro. La automatización se
diseña
siempre específicamente para la aplicación del cliente y TFW puede
aprovechar
de una riqueza de experiencia que diseña una selección enorme de
Sistemas
automatizados.
La remoción externa de destello (flash)
El proceso soldadura deja un anillo de metal
remarcado (reborde) alrededor de la periferia del componente. Este metal
remarcado se llama 'flash' (destello). Algunas aplicaciones requieren que el
destello pueda ser quitado mientras la parte está en el soldador de fricción.
Existen dos métodos básicos que pueden ser empleados: resistencia al corte o
cizallado o asentado. La elección de método depende de un número de factores.
Resistencia al corte o cizallado
Para remoción del destello
por este proceso el componente se fuerza mediante una herramienta de cizallado
o corte (o el conjunto de herramientas)
para cizallar fuera el metal de reborde. TFW ha desarrollado una gama de
diferentes diseños de cizallado para
favorecer aplicaciones diferentes. En algunos casos la operación de cizallado
tiene lugar en el soldador de fricción a sí mismo, inmediatamente después de la
soldadura. En otros casos la parte se transfiere automáticamente a una parte
especializada en cizallamiento que es
la estación se encuentra próxima a la soldadura.
Asentado
(formón de tornero)
Para la remoción del destello por asentado una
parte se rota y el metal sobrante es
cortado fuera con una apropiada cortadora (herramienta de corte) tal
como podría usarse en un torno. El movimiento de la cortadora se efectúa en una
de dos maneras:
Hydraulically control
Uno o dos de los ejes de movimiento son
provistos por cilindros hidráulicos. Este método es eficaz en función de los
costos cuando los requerimientos son simples. Un número limitado de perfiles de
movimiento de straight-line es disponible.
Servo control
Dos ejes de movimiento son provistos dos por
servo motores que son controlados por un programa de servo controlador. El
perfil de movimiento puede constituirse de un número virtualmente ilimitado de
líneas, movimientos derechos y curvados a velocidades variantes. El perfil
entero es totalmente programable y con
un número extenso de programas diferentes puede almacenarse y aplicarse a componentes
diferentes. La programación se ha hecho usando una interfase muy fácil de usar.
La remoción interna de destello
Cuando las partes tubulares se unen, el
destello se formará tanto adentro así como también fuera del componente. Es a
veces necesario quitar este destello, por ejemplo sobre las varillas del
taladro donde el destello interno impediría la corriente del fluido. TFW ha
desarrollado un método de quitado de este destello durante la soldadura por el
oxígeno, nitrógeno y aire soplador mediante un tubo en una secuencia cuidadosamente
controlada. El equipo especial para lograr estos pasos y para quitar los gases de descarga sin riesgo, desde el
fin del caño también se ha desarrollado.
Tope de retención energizado
La mayoría de los soldadores de fricción han
desarrollado un tope de retención para apoyar
el fin del componente siendo soldado contra la fuerza axial aplicada. La
posición de los topes de retención tienen que ser cambiada si las partes que
van a ser soldadas tiene diferente longitud. Esto puede ser echo por el ajuste de
un tornillo o cambiando el montaje de las piezas. En algunos casos, sin
embargo, es más conveniente si el tope de retención se mueve automáticamente a
una nueva posición. Muchas TFW pueden
estar ajustado con un motor - conductor para el tope de resistencia,
permitiendo que la máquina pueda ser programada para recalibrar el tope de
retención a la posición correcta para cualquier componente. En este caso la
posición del tope de resistencia es
precisamente medida por el sistema de control de manera que la medición y
el control sobre la longitud de cada
parte se mantengan.
TIR de Medida
La alineación axial de las dos soldaduras de
los componentes juntos es siempre
importante; a veces es de importancia
crítica. TIR es la medida más importante de esta alineación. TIR da posiciones
para el Indicador Total leyendo información de medidas y es la diferencia entre el mínimo y las
lecturas máximas sobre el instrumento (típicamente un dial prueba el indicador)
que se usaron para la medida de alineación. Thompson para la Soldadura de
fricción ha desarrollado un sistema para la medida automática de TIR de
magnitud y para la dirección inmediatamente siguiendo el ciclo de soldadura.
Las medidas se han hecho con una resolución de 0.0001mm. Los resultados se
almacenan y son guardados y quedan
disponibles para luego una exhibición y el análisis posterior. UN TIRVIEW de
programa se provee para permitir inspeccionar e imprimir el resultado en un
número de formatos diferentes, también
permite que se exporten datos para el uso en otros programas.
Maquinaria de
soldadura por Fricción Thompson Modelo70 máquina soldadora para soldar
rodillos de impresión a presión.
El especialmente adaptado Modelo 70, que se eligió
antes de la dura competición en los Estados Unidos basada en el método de soldadura por fricción es requerida para
Heidelberg Sistemas de Tela SA en Kennedale, Tejas. Para esto se ha agregado unas grapas y mandril especial al
Modelo70 para que la máquina pueda soldar una gama de rodillos y ejes en una
variedad de diámetros desde 2 "a
7.1" (50.8 - 180.3 mm). Los
componentes se cargan automáticamente desde una cinta transportadora y en donde
uno de los últimos componentes es soldado por fricción. Siguiendo la remoción del destello, la pieza
semi -soldada se transporta al montaje, rotada y puesta al dorso en la
máquina. Un segundo componente se toma
entonces desde la salida da la cinta transportadora
y es ubicada en el porta
piezas. Después de la segunda soldadura
se completa el doble terminado, el
componente se pone en un transportador de rendimiento. Durante la soldadura ciclar un sistema
automatizado controla el proceso completo para que los componentes sean de alta calidad y precisos en la
producción. El Modelo 70 también
caracteriza por tener Ventanas basadas en software intuitivos y software de toque sensible en pantalla del
operador.
