Apa itu Pengelasan Gesekan? - Bekerja, Dan Aplikasi
Apa itu Pengelasan Gesekan?
Pengelasan gesekan adalah teknik pengelasan solid-state yang mengelas benda kerja dengan menghasilkan panas melalui gesekan mekanis antara benda kerja dalam gerakan relatif satu sama lain, dengan penambahan gaya lateral yang disebut "kejengkelan" untuk memindahkan dan menggabungkan material secara plastis.
Karena tidak terjadi pelelehan, pengelasan gesekan bukanlah proses pengelasan fusi, tetapi teknik pengelasan solid-state lebih seperti las tempa. Pengelasan gesekan digunakan dengan logam dan termoplastik dalam berbagai aplikasi penerbangan dan otomotif.
Pada kenyataannya, permukaan yang tampaknya halus terdiri dari banyak proyeksi mikroskopis, yang disebut asperitas. Ketika satu permukaan bergerak relatif terhadap yang lain, asperitas ini berinteraksi, menghasilkan gesekan gaya yang menahan gerakan antara dua atau lebih permukaan yang berinteraksi.
Interaksi sifat-sifat ini melalui pelelehan elastis dan plastis menghasilkan panas. Pengelasan gesekan memanfaatkan fenomena ini untuk bergabung dengan aplikasi. Gerakan mekanis yang diinduksi dari pengelasan gesekan menghasilkan panas, menyebabkan bahan yang akan disambung menjadi lunak dan menjadi kental. Saat dalam keadaan melunak, gerakan mekanis dari proses mencampur bahan untuk menciptakan ikatan.
Cara panas gesekan dan pencampuran material terjadi sangat tergantung pada proses pengelasan gesekan yang digunakan, di mana ada empat proses utama:Friction stir welding (FSW), friction stir spot welding (FSSW), linear friction welding (LFW) dan pengelasan gesekan putar (RFW).
Bagaimana cara kerja pengelasan gesekan?
FSW bekerja dengan menggunakan alat non-konsumsi, yang diputar dan dicelupkan ke antarmuka dua benda kerja. Pahat kemudian dipindahkan melalui antarmuka dan panas gesekan menyebabkan material menjadi panas dan melunak.
Alat yang berputar kemudian secara mekanis mencampur bahan yang dilunakkan untuk menghasilkan ikatan. FSSW adalah varian dari FSW dan bekerja dengan cara memutar, mencelupkan, dan menarik kembali pahat yang tidak habis pakai menjadi dua benda kerja dalam konfigurasi sambungan pangkuan untuk membuat las “spot”. Selama FSSW tidak ada lintasan pahat melalui benda kerja.
LFW dan RFW tidak memerlukan alat yang tidak dapat dikonsumsi, yaitu, masing-masing benda kerja yang akan disambung digunakan untuk menghasilkan panas gesekan dan pencampuran mekanis. LFW bekerja dengan mengayunkan satu benda kerja secara linier relatif terhadap yang lain saat berada di bawah gaya tekan.
Gesekan antara permukaan berosilasi menghasilkan panas, menyebabkan bahan antarmuka melunak dan bercampur secara mekanis. RFW mirip dengan LFW kecuali benda kerja sering bulat dan diputar relatif satu sama lain. Selama LFW dan RFW, benda kerja biasanya memendek (“burn-off”) ke arah gaya tekan, membentuk flash.
Selama kontaminan antarmuka burn-off, seperti oksida dan partikel asing, dikeluarkan ke dalam flash. Setelah bebas dari kontaminan, logam murni untuk pencampuran logam terjadi, menghasilkan ikatan yang tidak terpisahkan. Meskipun suhu yang dihasilkan selama pengelasan gesekan sangat panas, material tetap dalam kondisi padat (yaitu, tidak terjadi pelelehan).
Aplikasi
Pengelasan gesekan dapat digunakan untuk membuat rol, tabung, dan poros industri yang lebih baik. Proses ini sering digunakan untuk memproduksi sub-rakitan ini untuk printer industri, peralatan penanganan material, serta aplikasi otomotif, dirgantara, kelautan, dan oli.
Contoh komponen lainnya termasuk roda gigi, tabung gandar, driveline, katup, batang piston hidrolik, bush roller truk, poros pompa, mata bor, batang sambungan, dll.
Keuntungan Pengelasan Gesekan
Memungkinkan penyambungan bahan berbeda yang biasanya tidak cocok untuk pengelasan dengan metode penyambungan lain.
Membuat zona sempit yang terpengaruh panas
Proses fusi logam lengkap yang konsisten dan berulang
Persiapan sambungan minimal – permukaan potongan gergaji paling sering digunakan
Waktu Pengerjaan Lebih Cepat – dibandingkan dengan waktu tunggu yang lama untuk penempaan, yang saat ini 6 bulan atau lebih.
Sangat meningkatkan fleksibilitas desain – pilih bahan yang sesuai untuk setiap area kosong
Cocok untuk jumlah yang beragam – dari prototipe tunggal hingga produksi volume tinggi
Tidak perlu fluks, bahan pengisi, atau gas
Proses ramah lingkungan – tidak ada asap, gas, atau asap yang dihasilkan
Proses solid state – tidak ada kemungkinan porositas atau inklusi terak
Membuat blanko yang dicor atau ditempa – tanpa perkakas mahal atau persyaratan kuantitas minimum
Mengurangi tenaga kerja pemesinan, sehingga mengurangi biaya perkakas yang mudah rusak sekaligus meningkatkan kapasitas
Las permukaan penuh memberikan kekuatan superior di area kritis
Mengurangi biaya bahan baku dalam aplikasi bi-metal. Bahan mahal hanya digunakan jika diperlukan di tempat kosong.
Kerugian pengelasan gesekan
Proses ini hanya digunakan untuk batang bundar dengan penampang yang sama.
Terbatas pada sambungan pantat bersudut dan rata.
Biaya penyiapan sangat tinggi.
Persiapan benda kerja itu sulit.
Materiel yang tidak dapat ditempa tidak dapat dilas.
Ini hanya dapat digunakan untuk bagian mesin yang lebih kecil; bagian besar tidak kompatibel dengannya.
