1. Desarrollo de la tecnología de soldadura por fricción
La soldadura por fricción y calor se originó hace más de 100 años. Después de más de medio siglo de investigación y desarrollo, la tecnología de soldadura por fricción ha madurado gradualmente y ha entrado en la etapa de promoción y aplicación. Desde que la soldadura por fricción realmente soldó juntas calificadas en la década de 1950, ha sido valorada por todas las potencias industriales por sus ventajas sobresalientes de alta calidad, alta eficiencia, bajo consumo y protección del medio ambiente. La investigación sobre soldadura por fricción en China comenzó en 1957. El origen de la investigación fue el Instituto de Investigación de Soldadura de Harbin. China es uno de los primeros países del mundo en llevar a cabo investigaciones sobre soldadura por fricción y ha logrado muchos resultados notables. Los productos que a menudo requieren soldadura por fricción incluyen varillas de perforación, varillas de perforación con peso, herramientas de aleación y accesorios para automóviles.
2. Las principales ventajas
La calidad de la unión es buena y estable.
Alta eficiencia.
Ahorro de energía, ahorro de material, bajo consumo.
Buen rendimiento de soldadura.
Protección del medio ambiente, sin contaminación.
Con las ventajas mencionadas anteriormente, se considera la tecnología de soldadura ecológica del futuro.
3. Desarrollo y aplicación
La tecnología de soldadura por fricción se utiliza ampliamente. Puede soldar piezas de trabajo con un diámetro de 3 grados y 200 mm y tuberías de gran sección con un diámetro de 80 mm2. Al mismo tiempo, también se han desarrollado la soldadura por fases, la tecnología de soldadura por fricción radial y la tecnología de soldadura por fricción por agitación. No solo se puede soldar acero, aluminio y cobre, sino también aceros diferentes y metales diferentes con niveles de resistencia a altas temperaturas muy diferentes, así como metales diferentes que forman eutécticos de bajo punto de fusión y compuestos frágiles, se pueden soldar con éxito. Los procesos de soldadura por fricción requeridos por las industrias generales incluyen: soldadura por fricción de tuberías serpentinas en la industria de calderas, soldadura por fricción de bridas de válvulas y asientos de sellado de cuerpos de válvulas en la industria de válvulas, soldadura por fricción de cojinetes de empuje en la industria de cojinetes, soldadura por fricción de la cuchilla y la junta de brocas, fresas y escariadores en la industria de herramientas, y soldadura por fricción de válvulas de escape bimetálicas, varillas de empuje de válvulas y aerosoles de cámara de precalentamiento de motores diésel en las industrias de automóviles y motocicletas. Boquilla, semieje, tubo de torsión, eje de turbina de sobrealimentador de motor de combustión interna, eje de bomba eléctrica sumergible, junta de agua de acero inoxidable de cobre, junta de transición de cobre y aluminio, núcleo de lanzadera de máquina textil, cojinete de junta, herramientas de mampostería, varilla de perforación geológica, varilla de perforación de petróleo, engranaje integrado de motor de aeronave, eje de cuchilla de máquina herramienta multiusos para carpintería, etc.
4. Producción de máquinas de soldadura por fricción y tecnologías relacionadas
En mi país hay cerca de 10.000 máquinas de soldadura por fricción, la mayoría de las cuales son máquinas de soldadura por fricción de accionamiento continuo. En los últimos años, hemos fortalecido los intercambios y presentado muestras con fabricantes de máquinas de soldadura por fricción como KUKA de Alemania, Nitto Co., Ltd. y MTI de los Estados Unidos. La máquina de soldar ha adoptado sucesivamente una serie de tecnologías avanzadas como un sistema de husillo accionado por motor hidráulico, un grupo de cojinetes en tándem, un pistón rotatorio equilibrado hidráulicamente de un cilindro de equilibrio, un embrague de superficie de revestimiento de metalurgia de polvos de varias piezas, un riel guía rodante y un control de controlador programable (PLC), lo que ha mejorado enormemente el nivel de fabricación de la máquina de soldar.
6. Tecnologías comunes de soldadura por fricción:
Soldadura por fricción de fase: esta tecnología puede realizar la soldadura por fricción de piezas de trabajo con requisitos de posición, ampliando así el rango de aplicación de la soldadura por fricción.
Soldadura por fricción lineal: implica que dos piezas de trabajo se mueven alternativamente a una determinada frecuencia y amplitud para generar calor para la soldadura.
Soldadura por fricción radial: Dado que en el proceso se introduce un anillo presurizado giratorio intermedio, es muy adecuado para soldar tuberías largas.
Soldadura por fricción y agitación: es una tecnología de conexión en fase sólida inventada por el Instituto Británico de Soldadura en 1991. Su investigación de aplicaciones en la fabricación de estructuras ligeras en los campos de la aviación, aeroespacial, construcción naval, industria marina, armas y equipos y trenes de alta velocidad se ha desarrollado ampliamente.
7. Equipos de soldadura por fricción y aplicaciones de ingeniería
Con su amplia aplicación, los equipos de soldadura por fricción también se han desarrollado rápidamente. Existen más de 500.000 máquinas de soldadura por fricción que se utilizan en la producción de soldadura en el mundo.
En el futuro, la industria automotriz se convertirá en el mercado más dinámico para la soldadura por fricción. Las piezas soldadas por fricción incluyen turbocompresores, bombas de refuerzo para airbags, ejes de transmisión para transmisiones y cajas de cambios, ejes traseros, válvulas de escape, levas para frenos neumáticos, etc. En maquinaria de ingeniería, la soldadura por fricción se utiliza principalmente para soldar piezas de transmisión hidráulica, como cilindros hidráulicos, vástagos de pistón y, especialmente, la soldadura de bridas y cuerpos de válvulas. La soldadura por fricción también se puede utilizar en la fabricación de rodillos de oruga, amortiguadores y rotores de bombas de engranajes.
El proceso de soldadura por fricción también se puede estudiar para el tubo y la barra de acoplamiento del tren de aterrizaje de la aeronave, el engranaje de aleación y el eje del tubo de acero de aleación de alto níquel del eje de transmisión principal del rotor del tren de aterrizaje del helicóptero, remaches bimetálicos, pernos de gancho de aeronaves, etc.
8.Ⅶperspectivas futuras
Innovación tecnológica y actualizaciones de equipos: con el avance continuo de la tecnología, los equipos de soldadura por fricción se volverán más automatizados e inteligentes, y los procesos de soldadura serán más precisos y controlables. La investigación adicional sobre nuevos tipos de tecnologías de soldadura por fricción, como la soldadura por fricción lineal y la soldadura por fricción y agitación, impulsará el desarrollo en este campo.
Ampliación de la aplicabilidad del material: se ampliará para unir una gama más amplia de materiales, incluidos metales refractarios, materiales compuestos y materiales diferentes, lo que ampliará aún más el alcance de aplicación de la soldadura por fricción.
Ampliación de áreas de aplicación: La aplicación de la soldadura por fricción en industrias como la aeroespacial, la fabricación de automóviles, el transporte ferroviario, la construcción naval y los equipos de nuevas energías se hará más profunda, particularmente en los campos de los vehículos de nuevas energías y las energías renovables, desempeñará un papel importante.
Fabricación ecológica, ahorro de energía y reducción de emisiones: debido a sus características de ahorro de energía y protección del medio ambiente, estará más en línea con los requisitos de la fabricación ecológica y el desarrollo sostenible, y se espera que desempeñe un papel más importante en las futuras industrias manufactureras.
Crecimiento de la demanda del mercado: a medida que la industria manufacturera mundial continúa desarrollándose, la demanda de tecnología de soldadura de alta calidad seguirá creciendo.
Estandarización y Control de Calidad: Se mejorarán aún más los sistemas de estandarización y control de calidad del mismo para garantizar la estabilidad del proceso de soldadura y la consistencia de las soldaduras.
Educación y formación: Con su popularización, también se fortalecerán la educación y la formación relacionadas para satisfacer la demanda de talento profesional de la industria.
En resumen, con sus ventajas únicas, seguirá desempeñando un papel importante en el futuro de la fabricación y se espera que logre mayores avances en innovación tecnológica y aplicaciones de mercado.