Sürtünmə ilə qarışdırma qaynağı: polad lövhə kimi yüksək ərimə temperaturlu materialların ucuz qaynağı

Dərc olunma vaxtı:

2025-06-11

Honda kütləvi istehsal məhsullarında polad və alüminium ərintisini sürtünmə ilə qarışdırma qaynağı ilə birləşdirən texnologiya, Yaponiyanın Tohoku Universiteti və Hitachi isə polad və titan kimi yüksək ərimə temperaturlu metalları qaynaq edə bilən kobalt ərintili qarışdırıcı başlıq hazırlayıb. Əvvəllər kütləvi istehsalda yalnız alüminium, mis və maqnezium ərintiləri kimi aşağı ərimə temperaturlu metallarla məhdudlaşan sürtünmə ilə qarışdırma qaynağının (FSW: Friction Stir Welding) tətbiqi polad kimi daha yüksək ərimə temperaturlu metallara genişlənməyə başlayıb*1.

*1 Standart atmosfer təzyiqində alüminiumun ərimə temperaturu 660℃, misinki 1083℃, maqneziumunki 651℃-dir. Dəmirinki isə 1539℃, titaninki 1727℃-yə çatır.

Sürtünmə istiliyi metalı özlü vəziyyətə qədər yumşaldır

Sürtünmə ilə qarışdırma qaynağı silindrik ucunda çıxıntısı (qarışdırıcı iynəsi) olan başlığın bir-birinə qarşı qoyulmuş iki lövhənin (əsas materialın) və ya üst-üstə qoyulmuş iki lövhənin qaynaq sahəsinə yuxarıdan fırlanaraq basılması ilə həmin lövhələri birləşdirən texnologiyadır.

Fırlanan qarışdırıcı iynə ilə lövhə arasındakı sürtünmə istiliyi iynənin ətrafındakı metalı özlü vəziyyətə qədər yumşaldır və fırlanan iynə bunun sayəsində lövhəyə daxil olur. Beləliklə, iynənin ətrafındakı yumşalmış metal qarışır (plastik axın baş verir), iki metal lövhə birləşir və ya iki lövhənin birləşmə səthində metal rabitəsi yaranaraq onları vahid hala gətirir.

Əvvəllər yüksək temperatura davamlı qarışdırıcı alətlər çatışmırdı

Sürtünmə ilə qarışdırma qaynağının aşağıdakı dörd üstünlüyü var: (1) əsas material əridilmədən qaynaq aparıldığı üçün (bərk fazalı qaynaq) qaynaqdan sonrakı deformasiya və qüsurlar az olur, beləliklə məhsulun keyfiyyəti artır, xərc azalır; (2) əridilmə qaynağından daha az enerji sərf edir; (3) qoruyucu qaz tələb etmir; (4) səsi azdır və toz yaratmır. Texnologiya fərqli materialların qaynağında da çox səmərəli olduğundan sahədə böyük maraq doğurur və hər sahə üçün uyğun material seçməklə yüngülləşdirmə kimi nəticələrə imkan verəcəyi gözlənilir*2. Lakin girişdə qeyd edildiyi kimi, əvvəllər sürtünmə ilə qarışdırma qaynağında kütləvi istehsal səviyyəsində istifadə edilə bilən materiallar yalnız aşağı ərimə temperaturlu metallar idi.

*2 Əsas materialı əridən maye fazalı qaynaqla — əridərək qaynaqla müqayisədə sürtünmə ilə qarışdırma qaynağında temperatur aşağıdır və qaynaq şərtlərini tənzimləməklə verilən istiliyi idarə etmək asandır. Beləliklə, qaynaq möhkəmliyini azaldan əsas səbəbin — intermetallik birləşmələrin yaranmasını asanlıqla azaltmaq olar. İntermetallik qatın qalınlığının azaldılması qaynaq birləşməsinin möhkəmliyini artırır. Sürtünmə ilə qarışdırma qaynağında həddindən artıq qarışdırma da çoxlu intermetallik birləşmələr yaradır.

Sürtünmə ilə qarışdırma qaynağının əvvəllər yalnız aşağı ərimə temperaturlu metallarla məhdudlaşmasının səbəbi kütləvi istehsala uyğun ucuz, yüksək temperatura davamlı qarışdırıcı başlığın olmaması idi. Alüminium ərintilərinin bu üsulla qaynağında adətən alət poladı kimi polad materialdan başlıqlar istifadə olunur. Belə başlıqla polad və titan ərintisi kimi yüksək ərimə temperaturlu metallar qaynaq edilərkən metalları yumşaldan yüksək temperatur zonasında başlıq da yumşalır, ciddi aşınaraq istifadəyə yararsız olur. Keramika və volfram-renium ərintisi kimi polad olmayan materiallardan başlıqlar hazırlansa da, qiymətləri çox yüksəkdir və kütləvi istehsala uyğun deyildir.

Poladı qarışdırmadan təzə səthini üzə çıxarmaq

Honda-nın hazırladığı polad və alüminium ərintisini sürtünmə ilə qarışdırma üsulu ilə qaynaq edən texnologiya üst-üstə qoyulmuş polad və alüminium ərintili əsas materialları birləşdirir. Əsas xüsusiyyəti poladı qarışdırmadan yalnız alüminium ərintisinin qarışdırılmasıdır (şəkil 1-in aşağı hissəsi). Beləliklə, qarışdırıcı başlığın həddən artıq qızmasının qarşısı alınır.

Poladı qarışdırmadan polad və alüminium ərintisini birləşdirmək mümkündür, çünki onların arasında metal rabitəsi yaranır. Yəni texnologiya poladı qarışdırmır, onun səthindəki örtük və oksid qatlarını aradan qaldırır. Bu üsulla poladın təzə səthi açılır və qarışdırma nəticəsində aktivliyi artmış alüminium ərintisi ilə arasında metal rabitəsi yaranır. Bu rabitə poladla alüminium ərintisini birləşdirir*3.

*3 Poladla alüminium ərintisinin arasına su və digər maddələr daxil olduqda bimetal korroziyası (elektrokorroziya) yaranır. Təsvir edilən texnologiya onların arasına silisium təbəqəsi yerləşdirməklə bunun qarşısını alır.

Honda bu texnologiyanı Şimali Amerika bazarı üçün yeni «Accord» modelinin ön alt çərçivəsində tətbiq edib və müxtəlif nəticələr əldə edib (şəkil 2). Konkret olaraq əvvəlki polad alt çərçivəyə nisbətən çəki 25％, qaynaq zamanı elektrik sərfi isə təxminən 50％ azalıb. Bundan əlavə, texnologiya ilə alt çərçivənin asqıya bərkidilmə sahəsinin quruluşu dəyişdirilib, həmin sahənin sərtliyi 20％ artırılıb və avtomobilin dinamik göstəricilərinin yüksəlməsinə töhfə verilib.

Yeni materiallarla tətbiq sahələrinin genişləndirilməsi

Digər tərəfdən, Tohoku Universiteti, Hitachi və Hitachi Metals Precision şirkəti yüksək temperatura davamlı, daha ucuz qarışdırıcı alət hazırlayaraq sürtünmə ilə qarışdırma qaynağının tətbiq sahəsini genişləndirmişdir (şəkil 3). Alətin materialı Tohoku Universiteti və Hitachi tərəfindən birgə hazırlanmışdır; həmin materialın və qarışdırıcı alətin (tökmənin) kütləvi istehsal texnologiyası Hitachi və Hitachi Metals Precision tərəfindən birgə uğurla işlənmişdir. Alət polad, titan və sirkonium ərintiləri kimi yüksək ərimə temperaturlu metallarda sürtünmə ilə qarışdırma qaynağı üçün istifadə oluna bilər. Satışın 2013-cü ilin payızında başlanması planlaşdırılmışdı. Hitachi Metals Precision “qiymət daha sonra müzakirə ediləcək” bildirsə də, onun kütləvi istehsalda istifadəyə uyğun qiymət səviyyəsində olacağı gözlənilirdi.

Tohoku Universiteti və digər qurumların sürtünmə ilə qarışdırma qaynağının qarışdırıcı ucu üçün hazırladığı material kobalt ərintisidir; daxilində yüksək temperaturda da yüksək möhkəmlik saxlayan intermetallik birləşmələr paylanıb. Konkret olaraq, kobalt əsaslı ərintidə Co3（Al，W） yerləşir. Əsas məsələ Co3（Al，W） birləşməsinin incə və bərabər paylanmasını, pay miqdarının və dənə sərhədlərinin formasının arzu edilən vəziyyətə yaxın olmasını təmin etməkdir. Bunun üçün daha məqsədəuyğun tərkib və istilik emalı üsulları tətbiq edilib.

Hazırda bu qarışdırıcı başlıq üçün nəzərdə tutulan uyğun materiallar karbonlu polad, yüksək dartılma möhkəmlikli polad, titan ərintiləri (Ti-6Al-4V və s.), saf titan və mis ərintiləridir. Bəzi materiallarda möhkəmlik və qalınlıq kimi səbəblərdən bu başlığın istifadəsi çətin olsa da, ümumilikdə qaynaq obyektləri sürtünmə-qarışdırma qaynağı zamanı başlığın temperaturu (birləşmə temperaturu) ən çox təxminən 1000℃ olan materiallardır.

Əvvəlki səhifə

Metal avadanlığın xidmət müddətini uzadan özünübərpaedən korroziya inhibitoru Jufudun uğurla hazırlanıb

FCSE | Öncül tədqiqat: günəş işığı ilə işləyən “özünü bərpa edən” antikorroziya örtüyü

Növbəti səhifə

Əvvəlki səhifə:

Metal avadanlığın xidmət müddətini uzadan özünübərpaedən korroziya inhibitoru Jufudun uğurla hazırlanıb

Növbəti səhifə:

FCSE | Öncül tədqiqat: günəş işığı ilə işləyən “özünü bərpa edən” antikorroziya örtüyü

Əlaqəli xəbərlər

2026-cı il mexaniki emal məhsullarının təqdimatı: Wuhan Kaiming High-Tech peşəkar mexaniki avadanlıq metal səthlərinin bərpa həlləri

2026-08-15

2026: mexaniki emalın iş prinsipinin ətraflı izahı, peşəkar mexaniki avadanlıq metal səthlərinin bərpası üzrə praktik maarifləndirmə

2026-07-31

2026-cı ildə mexaniki emalın ümumi problemlərinin tam izahı: texnoloji nasazlıqların aradan qaldırılması və səmərəli optimallaşdırma üçün praktik təlimat

2026-07-16

2026-cı ildə mexaniki emalın bütün mərhələləri üçün diqqət məqamları: xərcləri azaltmaq, keyfiyyəti artırmaq və nasazlıqlardan yayınmaq üçün praktik təlimat

2026-07-01

2026: bütün sənayelərdə mexaniki emalın tətbiq sahələrinin icmalı, metal səth bərpası ilə xərcin azaldılması və səmərənin artırılması təlimatı

2026-06-16

2026-cı ildə mexaniki emal sənayesinin son xəbərləri: istehsal müəssisələrində texnoloji təkmilləşdirmə, xərcin azaldılması və səmərənin artırılmasının tam izahı

2026-06-01

Paylaş

Siyahıya qayıt