Saldatura ad attrito

Luca862

Utente poco attivo
Professione: Disegnatore
Software: Inventor
Regione: Lombardia
Buongiorno, qualcuno usa o ha mai usato la saldatura ad attrito?
Sarei interessato a saperne pregi e difetti.

 

Lettore espatriato

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Professione: Disegnatore CAD
Software: 3DExperience/V6 - Catia V5 - V4 - Siemens NX2/NX6 - CV Cadds4x - tecnigrafo - Icem Surf Trained
Regione: UK - South England
Buongiorno, qualcuno usa o ha mai usato la saldatura ad attrito?
Sarei interessato a saperne pregi e difetti.

Domanda un po' generica .....


A vedere dal filmato proposto , mi pare che ci sia qualche limite geometrico e sui residui . Cioe' fuori riescono a rimuoverli con successiva lavorazione , ma dentro ?
 

stevie

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Professione: Ingegnere meccanico
Software: Solidedge, Cosmos
Regione: Lombardia

Lettore espatriato

Utente Standard
Professione: Disegnatore CAD
Software: 3DExperience/V6 - Catia V5 - V4 - Siemens NX2/NX6 - CV Cadds4x - tecnigrafo - Icem Surf Trained
Regione: UK - South England
Internamente si ha la fusione delle due parti, a quali residui ti riferisci?
Quella parte di materiale che, per esempio, al minuto 2:15 e 4:00 del video viene rimossa ..... e che in altre parti del video si vede abbastanza chiaramente
 

Luca862

Utente poco attivo
Professione: Disegnatore
Software: Inventor
Regione: Lombardia
Se si saldano due tondi, internamente non si ha nessun residuo.
Nel caso di saldatura di tubi penso tu possa eliminarli tranquillamente di tornio.

Invece, a livello meccanico, la saldatura per attrito come si configura? Ha la stessa resistenza del materiale base oppure bisogna applicarle un fattore di sicurezza più elevato? Nel caso andassimo a fare un rx, il materiale sarebbe perfetto o produce dei difetti interni che ne pregiudicano la resistenza meccanica?
 

Stefano_GS

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Professione: Application engineer
Software: Solidworks 2016
Regione: Piemonte
A livello qualitativo non saprei.
Uno dei vantaggi è la possibilità di saldare tra loro materiali diversi ad esempio rame/alluminio acciaio/acciaio inox acciaio/superleghe base nichel.
Ho visto saldare ad attrito l'alberino in acciaio sulla girante di un compressore in inconel ad esempio
 

IronMike87

Utente Junior
Professione: Ufficio Tecnologie
Software: Solidworks 2017
Regione: Lombardia
La tecnologia è di sicuro matura anche per componentistica ad alte prestazioni.
Negli anni che furono, la HONDA per la F1 realizzò un albero motore i cui perni erano quasi interamente cavi, ed "assemblati" a frizione.

Qui il paper: http://www.f1-forecast.com/pdf/F1-Files/Honda/F1-SP2_31e.pdf

La soluzione venne bandita dalla FIA che escluse a mezzo del regolamento qualsiasi elemento saldato dall'albero motore.

Parliamo del 2006, quindi immagino che la tecnologia non possa che essere migliorata.
 

Lettore espatriato

Utente Standard
Professione: Disegnatore CAD
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Se si saldano due tondi, internamente non si ha nessun residuo.
Nel caso di saldatura di tubi penso tu possa eliminarli tranquillamente di tornio.

Invece, a livello meccanico, la saldatura per attrito come si configura? Ha la stessa resistenza del materiale base oppure bisogna applicarle un fattore di sicurezza più elevato? Nel caso andassimo a fare un rx, il materiale sarebbe perfetto o produce dei difetti interni che ne pregiudicano la resistenza meccanica?
Avevo inteso che la tua domanda " Pregi e difetti? " intendesse qualcosa di "generale" , del tipo a) " ne avete sentito parlare bene ?" o " vi e' capitato di utilizzarle, pregi e difetti?"

Invece, ora mi sembra piu' del genere b) " sono a Boca Chica in Texas e sto valutando come saldare gli anelli delle astronavi che andranno su Marte . Sto facendo il calcolo a fatica , ne va della vita degli astronauti che ci vanno sopra e vorrei sapere quale norma applicare per garantire che tutto non salti per aria " .

Ti sorprendera' saperlo , ma avevo inteso che la tua fosse una domanda del tipo a) . Invece, ora , magari si scopre che era del tipo b) .

Comunque, per quanto riguarda risposte "tipo sermone" del tipo a) ....

1) A quale tipo di materiale ti riferisci ? Metalli , come mi pare di intuire , o termoplastici ?

2) A quale tipo di saldatura ad attrito ti riferisci in particolare? Anche a vedere dal video ne esistono almeno tre : rotazionale, a vibrazione e la friction stir welding.

3) Da un punto di vista squisitamente geometrico la saldatura ad attrito con rotazione è limitante dal punto di vista della geometria del pezzo.
Lo stesso vale per la superficie a contatto .
Inoltre , se il tuo componente da saldare e' gia' dotato di altri sub-componenti , bisognera' anche valutare se siano in grado di resistere a determinate sollecitazioni.

4) Riguardo i residui, sì se hai una sezione piena non si formano residui all'interno ( ammesso che tutto il materiale sia scaldato abbastanza uniformemente ).
Però è anche vero che hai un limite piu' basso nella dimensione dei pezzi che si possono saldare . Non credo sia cosi semplice saldare a rotazione due pieni in acciaio da 300 mm di diametro , sia per le pressioni in gioco , sia per le differenze nelle velocita' tra le diverse sezioni .....

5) Il problema dei residui della saldatura rimane comunque , in molte applicazioni.
Infatti, spesso, dove non si possono ripulire i residui all'interno , si creano degli appositi canali, per raccoglierli . In caso di saldatura di tubi o di sezioni non piene , il tuo " ...si possono eliminare tranquillamente ..." andrebbe modificato in " .... a seconda della geometria , forse , in limitati casi , si possono asportare anche i residui all'interno ...".
Ma se hai un pieno con un forellino da 10 mm VS un tubo diametro 200 mm lungo 2 metri , uhm .....

6) Si , i materiali possono essere diversi , molto diversi , pero' la temperatura dove il materiale comincia a diventare malleabile e a deformarsi , non puo' essere troppo dissimile . Altrimenti uno dei due materiali si "spalma" e l'altro rimane tal quale all'inizio, oppure hai una struttura molecolare troppo dissimile . Mi riferisco in particolare ai termoplastici , dove i range di temperatura sono piu' limitati , quindi e' piu' difficile farli coincidere.

7) Per qualche indicazione più dettagliata , forse puoi fare riferimento alla norma ISO relativa , citata nel link che ti ho messo all'inizio :
" ISO norm of friction welding is EN ISO 15620:2019[1] there is information about basic terms and definitions and table of weldability of metals and alloys."

8) riguardo la giunzione e le analisi ai raggi-x, credo che, una volta definiti correttamente i materiali e la geometria , il risultato sia molto dipendente dall'affinamento del processo di saldatura.
Velocita' di rotazione ( o di vibrazione ), pressione applicata , tempo di raffreddamento , etc ....
In ogni caso , in certi processi , anche con saldature "normali" , si richiede la verifica sul 100% del prodotto . Evidentemente, anche processi relativamente "standard" richiedono
, comunque, verifiche a valle dello stesso, a seconda delle applicazioni.

Rimango , comunque , in attesa di un riscontro in merito . Sicuramente queste erano informazioni che gia' erano note ai piu' , ma , al limite , potrebbero essere utili per qualcuno che non ha mai visto una saldatura ad attrito.
 

francescodue

Utente Junior
Professione: operaio tecnico
Software: Creo2 / Proe Wildfire 2.0
Regione: Veneto
Salve a tutti.
Anni fa, nella ditta dove lavoravo, avevamo sviluppato un prodotto in ABS che andava saldato ad ultrasuoni ed essere a tenuta stagna (circolava acqua e nella condizione peggiore doveva reggere 0.4 bar). Ci siamo affidati ai produttori della saldatrice per ottimizzare la geometria e non si creavano bave. Però è stato necessario fare una serie di test per calibrare correttamente la macchina (tempo, pressione, frequenza). Alla fine però, bastava che uno dei componenti fosse appena difettoso (non riempito correttamente) per avere una saldatura debole che si apriva con un colpo manuale o che non era più a tenuta. Quindi bisognava sempre fare un controllo di tutti i pezzi saldati.
Se non ricordo male (sono passati alcuni anni), ad un certo punto abbiamo trovato che il sonotrodo si era criccato e non funzionava più correttamente.