Saldimi me fërkim përzierës: saldim me kosto të ulët i materialeve me pikë shkrirjeje të lartë si pllakat e çelikut

Data e publikimit:

2025-06-11

Honda zhvilloi një teknologji të përshtatshme për prodhim masiv për saldimin e çelikut dhe aliazhit të aluminit me anë të saldimit me fërkim përzierës, ndërsa Universiteti Tohoku i Japonisë dhe Hitachi zhvilluan një kokë përzierëse prej aliazhi kobalti të aftë të saldojë metale me pikë shkrirjeje të lartë si çeliku dhe titani. Më parë, në nivelin e prodhimit masiv, përdorimi i saldimit me fërkim përzierës (FSW: Friction Stir Welding) ishte i kufizuar vetëm në metalet me pikë shkrirjeje të ulët si aliazhi i aluminit, aliazhi i bakrit dhe aliazhi i magnezit, por tani po zgjerohet në metale me pikë shkrirjeje më të lartë si çeliku*1.

*1 Në presionin standard atmosferik, pika e shkrirjes së aluminit është 660℃, e bakrit 1083℃, e magnezit 651℃. Ndërsa hekuri arrin 1539℃, titani arrin 1727℃.

Nxehtësia e fërkimit zbut metalin në gjendje viskoze

Salduesja me fërkim përzierës i referohet teknologjisë që përdor një kokë përzierëse me një zgjatim (gjilpërë përzierëse) në majë të cilindrit, e cila nga sipër pjesës së nevojshme për saldim të dy pllakave të bashkuara (materiali bazë) ose dy pllakave të mbivendosura, rrotullohet dhe shtyp, duke i salduar të dyja pllakat së bashku.

Nxehtësia nga fërkimi midis gjilpërës rrotulluese të përzierjes dhe pllakës e zbut metalin rreth gjilpërës në gjendje viskoze, dhe gjilpëra rrotulluese e përzierjes futet në pllakë. Kështu, metali i zbutur rreth gjilpërës përzihet (ndodh rrjedhje plastike), duke bashkuar dy pllakat metalike, ose në sipërfaqen e bashkimit të dy pllakave metalike krijohet një lidhje metalike që i bashkon të dyja.

Më parë mungonin kokat përzierëse rezistente ndaj temperaturës së lartë

Përparësitë e saldimit me fërkim përzierës janë katër: (1) sepse nuk kërkon shkrirjen e materialit bazë për saldim (saldim në fazë të ngurtë), deformimi dhe defektet e saldimit pas saldimit janë të pakta, prandaj mund të përmirësojë cilësinë e produktit dhe të ulë kostot; (2) kursen energji në krahasim me saldimin me shkrirje; (3) nuk kërkon gaz mbrojtës; (4) zhurma është e ulët dhe nuk prodhon pluhur. Për më tepër, kjo teknologji është shumë efektive për saldimin e materialeve të ndryshme, prandaj tërheq vëmendjen e industrisë, pritet që duke zgjedhur materiale të përshtatshme për secilën pjesë, të arrihet lehtësimi i peshës dhe efekte të tjera*2. Por siç u prezantua në fillim, më parë materialet që mund të përdoreshin me saldimin me fërkim përzierës në nivel prodhimi masiv ishin të kufizuara vetëm në metalet me pikë shkrirjeje të ulët.

*2 Saldimi me fërkim përzierës krahasuar me saldimin e fazës së lëngët që shkrin materialin bazë — saldimi me shkrirje, temperatura e saldimit është e ulët, dhe është e lehtë të kontrollohet nxehtësia e futur e saldimit duke vendosur kushtet e saldimit. Prandaj, mund të reduktohet lehtësisht formimi i përbërjeve ndërmetalike, fajtori kryesor që shkakton uljen e forcës së saldimit. Duke zvogëluar trashësinë e shtresës së përbërjeve ndërmetalike, mund të rritet forca e pjesës së salduar. Gjatë saldimit me fërkim përzierës, nëse përzihet tepër, gjithashtu do të formohen sasi të mëdha përbërjesh ndërmetalike.

Arsyeja pse përdorimi i saldimit me fërkim përzierës më parë ishte i kufizuar vetëm në metalet me pikë shkrirjeje të ulët është mungesa e kokave përzierëse me çmim të ulët dhe rezistente ndaj temperaturës së lartë të përshtatshme për prodhim masiv. Kur kryhet saldimi me fërkim përzierës për alumin, zakonisht përdoret një kokë përzierëse e bërë nga materiale çeliku si çeliku i veglave. Kur saldohen metale me pikë shkrirjeje të lartë si çeliku dhe lidhjet e titanit me këtë kokë përzierëse, në zonën e temperaturës së lartë që zbut këto metale, koka përzierëse gjithashtu zbutet, duke shkaktuar konsumim të rëndë dhe pamundësi përdorimi. Edhe pse janë zhvilluar koka përzierëse nga materiale jo-çeliku si qeramika dhe lidhjet tungsten-renium, çmimi i këtyre kokave është shumë i lartë dhe nuk është i përshtatshëm për prodhim masiv.

Pa nevojë për përzierje, çeliku ekspozon sipërfaqe të re

Teknologjia e zhvilluar nga Honda për saldimin e çelikut dhe aliazhit të aluminit me anë të fërkimit përzierës përdoret për të bashkuar materialet bazë të çelikut dhe aliazhit të aluminit të mbivendosura. Karakteristika kryesore është se përzihet vetëm aliazhi i aluminit dhe jo çeliku (figura e poshtme në figurën 1). Kjo parandalon mbinxehjen e kokës përzierëse.

Pa nevojë për përzierje të çelikut, çeliku dhe aliazh alumini mund të bashkohen sepse midis çelikut dhe aliazhit të aluminit krijohet një lidhje metalike. Kjo do të thotë, kjo teknologji nuk e përzien çelikut, por heq shtresën e veshjes dhe oksidin nga sipërfaqja e çelikut. Në këtë mënyrë, sipërfaqja e re e çelikut ekspozohet dhe krijohet një lidhje metalike me aliazhin e aluminit, aktiviteti i të cilit është rritur nga përzierja. Prania e kësaj lidhjeje metalike bashkon çelikun dhe aliazhin e aluminit*3.

*3 Kur midis çelikut dhe aliazhit të aluminit futet ujë dhe të ngjashme, ndodh korrozioni bimetalik (korrozioni elektrik); kjo teknologji e parandalon këtë fenomen duke futur një film silikoni midis çelikut dhe aliazhit të aluminit.

Honda përdori këtë teknologji në nën-kornizën e përparme të modelit të ri "Accord" për tregun e Amerikës së Veriut dhe arriti efekte të ndryshme (figura 2). Konkretisht, jo vetëm që pesha u reduktua me 25% në krahasim me nën-kornizën origjinale prej çeliku, por edhe konsumi i energjisë elektrike gjatë saldimit u reduktua me rreth 50%. Për më tepër, duke përdorur këtë teknologji u ndryshua struktura e pjesëve të montimit të nën-kornizës dhe pezullimit, duke rritur ngurtësinë e pjesëve të montimit me 20%, duke kontribuar kështu në përmirësimin e performancës së lëvizjes së automjetit.

Zgjerimi i fushave të aplikimit përmes materialeve të reja

Nga ana tjetër, Universiteti Tohoku, Hitachi Ltd. dhe Hitachi Metals Precision Instruments Co. zhvilluan një kokë përzierjeje me kosto të ulët që mund të përballojë temperatura të larta, duke zgjeruar kështu fushën e aplikimit të saldimit me fërkim përzierjeje (Figura 3). Materiali i përdorur në këtë kokë përzierjeje u zhvillua së bashku nga Universiteti Tohoku dhe Hitachi Ltd., ndërsa teknologjia e prodhimit masiv të këtij materiali dhe e kokës së përzierjes (derdhje) u zhvillua me sukses nga Hitachi Ltd. dhe Hitachi Metals Precision. Kjo kokë përzierjeje mund të përdoret për saldimin me fërkim përzierjeje të metaleve me pikë shkrirjeje të lartë si çeliku, aliazh titani dhe aliazh zirkoni, dhe parashikohet të dalë në shitje në vjeshtën e vitit 2013. Edhe pse Hitachi Metals Precision Instruments deklaroi se "çmimi do të diskutohet në të ardhmen", vlerësohet se do të vendoset në një interval çmimesh të përshtatshëm për përdorim në nivel prodhimi masiv.

Materiali i zhvilluar nga Universiteti Northeastern dhe të tjerë për kokën e saldimit me fërkim përziarje është aliazh kobalti, brenda të cilit janë shpërndarë përbërje intermetalike që ruajnë forcë të lartë edhe në temperatura të larta. Konkretisht, në aliazhin me bazë kobalti është shpërndarë Co3(Al, W). Çështja kyçe është se si të arrihet një shpërndarje uniforme dhe e imët e Co3(Al, W), dhe si të afrohet sasia e shpërndarjes dhe forma e kufijve të kokrrizave me gjendjen e dëshiruar. Për këtë, u përdorën përbërje dhe metoda trajtimi termik më të përshtatshme.

Aktualisht, materialet e parashikuara për këtë kokë përzierëse janë çeliku me karbon, çeliku me rezistencë të lartë, aliazh titani (Ti-6Al-4V, etj.), titani i pastër dhe aliazh bakri. Edhe pse disa materiale, për shkak të forcës dhe trashësisë, janë të vështira për t'u përdorur me këtë kokë përzierëse, në përgjithësi objektet e saldimit për saldimin me fërkim-përzierje janë materiale ku temperatura më e lartë e kokës përzierëse (temperatura e bashkimit) është rreth 1000℃.

Faqja e mëparshme

Zgjatet jetëgjatësia e trupit metalik, zhvillohet me sukses agjenti vetëriparues kundër korrozionit Jufudun

FCSE | Kërkim i avancuar: Veshje kundër korrozionit "vetë-riparuese" e drejtuar nga drita e diellit

Faqja tjetër

Faqja e mëparshme:

Zgjatet jetëgjatësia e trupit metalik, zhvillohet me sukses agjenti vetëriparues kundër korrozionit Jufudun

Faqja tjetër:

FCSE | Kërkim i avancuar: Veshje kundër korrozionit "vetë-riparuese" e drejtuar nga drita e diellit

Lajme përkatëse

Prezantim i produkteve të përpunimit mekanik 2026: Zgjidhja profesionale e riparimit të sipërfaqeve metalike të pajisjeve mekanike nga Wuhan Kaiming High-Tech

2026-08-15

Shpjegim i detajuar i parimeve të punës së përpunimit mekanik 2026: njohuri profesionale për riparimin e sipërfaqeve metalike të pajisjeve mekanike

2026-07-31

Analizë e plotë e problemeve të zakonshme në përpunimin mekanik 2026: udhëzues praktik për trajtimin e defekteve të procesit dhe optimizimin efikas

2026-07-16

Udhëzues praktik për të gjithë procesin e përpunimit mekanik 2026: ulja e kostove, përmirësimi i cilësisë dhe shmangia e defekteve

2026-07-01

Inventar i skenarëve të aplikimit të të gjithë industrisë së përpunimit mekanik 2026: udhëzues për uljen e kostove dhe rritjen e efikasitetit me riparimin e sipërfaqeve metalike

2026-06-16

Lajme dhe informacione më të reja për industrinë e përpunimit mekanik 2026: analizë e plotë e përmirësimit teknologjik dhe uljes së kostove e rritjes së efikasitetit për ndërmarrjet prodhuese

2026-06-01

Shpërndaj

Kthehu te lista