Pengelasan Gesekan Dijelaskan: Cara Kerja dan Aplikasi Utama

Apa Itu Pengelasan Gesekan?

Pengelasan gesekan adalah teknik pengelasan padat yang memelapkan benda kerja dengan menghasilkan panas melalui geser mekanik di antara benda kerja yang bergerak relatif satu sama lain, dengan tambahan gaya samping yang disebut “upset” untuk memindahkan dan melekatkan materi secara plastis.

Karena tidak terjadi peleburan, pengelasan gesekan bukan proses pengelasan fusione, melainkan teknik pengelasan padat lebih mirip dengan pengelasan gosok. Pengelasan gesekan digunakan dengan logam dan termoplastik dalam berbagai aplikasi penerbangan dan otomotif.

Dalam kenyataan, permukaan yang tampak halus terdiri dari banyak proyeksi mikroskopik, disebut asperities. Ketika satu permukaan bergerak relatif terhadap yang lain, asperitas ini berinteraksi, menghasilkan geser yang merupakan gaya yang menghalangi gerakan di antara dua atau lebih permukaan yang berinteraksi.

Interaksi asperitas ini melalui leleh elastis dan plastis menghasilkan panas. Pengelasan gesekan menggunakan fenomena ini untuk aplikasi penggabungan. Gerakan mekanik yang diinduksi dari pengelasan gesekan menghasilkan panas, menyebabkan materi yang akan digabungkan melunak dan menjadi viskus. Saat dalam keadaan melunak, gerakan mekanik proses mencampur materi untuk menciptakan ikatan.

Cara di mana panas geser dan pencampuran materi terjadi sangat bergantung pada proses pengelasan gesekan yang digunakan, di mana ada empat proses utama: Pengelasan gesekan (FSW), pengelasan titik gesekan (FSSW), pengelasan gesekan linier (LFW) dan pengelasan gesekan rotatif (RFW).

Bagaimana Cara Kerja Pengelasan Gesekan?

FSW bekerja dengan menggunakan alat yang tidak terpakai, yang diputar dan ditiang ke dalam antarmuka di antara dua benda kerja. Alat kemudian dipindahkan melalui antarmuka dan panas geser menyebabkan materi memanas dan melunak.

Alat berputar kemudian secara mekanis mencampur materi yang melunak untuk menghasilkan ikatan. FSSW adalah varian FSW dan bekerja dengan memutar, meniang, dan menarik alat yang tidak terpakai ke dalam dua benda kerja dalam konfigurasi sambungan lap untuk membuat pengelasan “titik”. Selama FSSW tidak ada perjalanan alat melalui benda kerja.

LFW dan RFW tidak memerlukan alat yang tidak terpakai, yaitu, benda kerja individual yang akan digabungkan digunakan untuk menghasilkan panas geser dan pencampuran mekanik. LFW bekerja dengan mengosilasi satu benda kerja secara linier relatif terhadap yang lain di bawah gaya kompresi.

Geser di antara permukaan osilasi menghasilkan panas, menyebabkan materi antarmuka melunak dan secara mekanis mencampur. RFW mirip dengan LFW kecuali benda kerja sering bundar dan diputar relatif satu sama lain. Selama LFW dan RFW benda kerja biasanya menyusut (“burn-off”) dalam arah gaya kompresi, membentuk flash.

Selama burn-off kontaminan antarmuka, seperti oksida dan partikel asing, dikeluarkan ke dalam flash. Setelah bebas dari kontaminan, pencampuran logam murni ke logam terjadi, menghasilkan ikatan integral. Meskipun suhu yang dihasilkan selama pengelasan gesekan sangat panas, materi tetap dalam keadaan padat (yaitu, tidak terjadi peleburan).

Aplikasi

Pengelasan gesekan dapat digunakan untuk membuat roller industri, tabung, dan shaft yang lebih baik. Proses ini sering digunakan untuk memproduksi subrakitan ini untuk printer industri, peralatan penanganan materi, serta aplikasi otomotif, penerbangan, laut, dan minyak.

Contoh komponen lainnya meliputi gear, poros roller, driveline, klep, stang piston hidraulik, bush roller truk, shaft pompa, bor, connecting rod, dll.

Keuntungan Pengelasan Gesekan

• Mengaktifkan penggabungan materi yang berbeda yang biasanya tidak kompatibel untuk dielapkan dengan metode penggabungan lain.
• Menciptakan zona terpengaruh panas yang sempit
• Proses pengelasan logam yang konsisten dan berulang secara lengkap
• Persiapan sambungan minimal – permukaan potong gerinda digunakan paling umum
• Waktu Putaran Lebih Cepat – dibandingkan waktu tunggu panjang untuk pengelupan, yang saat ini 6 bulan atau lebih lama.
• Meningkatkan fleksibilitas desain secara signifikan – pilih bahan yang sesuai untuk setiap area blank
• Cocok untuk kuantitas yang beragam – dari prototipe tunggal hingga produksi volume tinggi
• Tidak memerlukan flux, bahan tambah, atau gas
• Proses ramah lingkungan – tidak ada asap, gas, atau asap yang dihasilkan
• Proses padat – tidak ada kemungkinan porositas atau inklusi escoria
• Menciptakan blank seperti cetakan atau pengelupan – tanpa mahal atau persyaratan kuantitas minimum
• Mengurangi tenaga kerja pemesinan, sehingga mengurangi biaya alat habis pakai sambil meningkatkan kapasitas
• Pengelasan permukaan penuh memberikan kekuatan yang unggul di area kritis
• Mengurangi biaya bahan baku dalam aplikasi logam ganda. Bahan mahal hanya digunakan di tempat yang diperlukan dalam blank.

Kerugian Pengelasan Gesekan

• Proses ini hanya untuk batak bundar dengan penampang yang sama.
• Terbatas pada sambungan punggung sudut dan datar.
• Biaya pengaturan sangat tinggi.
• Persiapan benda kerja sulit.
• Materi yang tidak dapat dipanaskan tidak dapat dielapkan.
• Hanya dapat digunakan untuk bagian mesin yang kecil; bagian besar tidak kompatibel dengannya.

Video Pengelasan Gesekan