جوشکاری اصطکاکی دوار

جوشکاری اصطکاکی دورانی ( به انگلیسی: rotary friction welding ) ( RFW ) یکی از روش های جوشکاری اصطکاکی است که روش کلاسیک آن از کار اصطکاک برای ایجاد یک جوش غیرقابل جدا شدن استفاده می کند. به طور معمول یک عنصر جوش داده شده به دیگری فشرده می شود و می چرخد ( با نیروی محوری به پایین فشرده می شود ) . گرمایش ماده در اثر کار اصطکاک ایجاد می شود و یک اتصال دائمی ایجاد می کند. در این روش می توان همان، مواد غیر مشابه، یا کامپوزیت[ ۱] و غیر فلزی را به هم جوش داد. روش های اصطکاکی اغلب به عنوان جوش حالت جامد در نظر گرفته می شوند.
برخی از برنامه های کاربردی و پتنت های متصل شده با جوشکاری اصطکاکی به ابتدای قرن قبل برمیگردد و اصطکاک دوار قدیمی ترین روش است. [ ۲] W. Richter روش جوشکاری اصطکاکی خطی ( LFW ) را در سال ۱۹۲۴ در انگلستان و ۱۹۲۹ در آلمان ثبت اختراع کرد، هر چند شرح این فرایند مبهم بود[ ۲] و H. Klopstock همان فرایند را در سال ۱۹۲۴ در اتحاد جماهیر شوروی به ثبت رساند. [ ۳] اما اولین توصیف و آزمایش ها مربوط به جوشکاری اصطکاکی دورانی در سال ۱۹۵۶ در اتحاد جماهیر شوروی انجام شد، [ ۴] [ ۳] ماشینکاری به نام ای جی چدیکوف ( А. И. Чудиков[ ۵] ) مطالعات علمی انجام داده و استفاده از این روش جوشکاری را به عنوان یک فرایند تجاری پیشنهاد کرده است. [ ۳] در ابتدا روش را به طور تصادفی در معدن البروسکی که در آن کار می کرد کشف کرد، او توجه کافی نکرد و سه نظام تراش داخل آنرا روغن کاری نکرد و سپس معلوم شد که او قطعهٔ کار را به ماشین تراش جوش داده است. [ ۵] وی با تعجب که آیا می توان از این حادثه برای اتصال استفاده کرد و به این نتیجه رسید که باید با سرعت چرخش بالا ( در این مواقع حدود ۱۰۰۰ دور بر ثانیه کار کرد ) ، بلافاصله ترمز کرده قطعات جوش داده شده را به هم فشار داد. [ ۵] او تصمیم گرفت نامه ای به وزارت متالورژی بنویسد و پاسخی دریافت کرد که این جوشکاری نامناسب است، اما یادداشت کوچکی در مورد روش در روزنامه منتشر شد و علاقه مدیر مؤسسه تحقیقات علمی تجهیزات جوش الکتریکی را برانگیخت و با گذشت زمان روش او منتشر شد. [ ۵] این فرایند در سال ۱۹۶۰ به ایالات متحده آمریکا معرفی شد. [ ۴] شرکت های آمریکایی Caterpillar Tractor Company ( Caterpillar - CAT ) ، راکول اینترنشنال و ای ام اف همگی ماشین هایی را برای این فرایند توسعه دادند. اختراعات همچنین در سراسر اروپا و اتحاد جماهیر شوروی سابق صادر شد. اولین مطالعات جوشکاری اصطکاکی در انگلستان توسط مؤسسه جوشکاری در سال ۱۹۶۱ انجام شد. [ ۳] ایالات متحده آمریکا با شرکت کاترپیلار تراکتور و MTI یک فرایند اینرسی را در سال ۱۹۶۲ توسعه دادند. [ ۴] [ ۳] اروپا با KUKA AG و Thompson جوشکاری اصطکاکی دوار را برای کاربردهای صنعتی در سال ۱۹۶۶ راه اندازی کرد، یک فرایند هدایت مستقیم را توسعه داد و در سال ۱۹۷۴ ماشین دوک نخ ریسی rRS6 را برای محورهای کامیون های سنگین ساخت. [ ۶] [ ۷] در سال ۱۹۹۷، درخواست ثبت اختراع بین المللی با عنوان "روش Friction Welding Tubular Members" ارائه شد، A. Graham لوله های جوشکاری با قطر ۱۵۲٫۴ میلی متر ارائه شد روشی که از جوشکاری اصطکاکی شعاعی با یک حلقه میانی برای اتصال لوله های بلند استفاده می کند، [ ۸] اما برخی از تلاش ها در اوایل سال ۱۹۷۵ از طریق روش هایی به نام جوشکاری اصطکاکی شعاعی ( RF ) انجام شد، [ ۹] و حتی قبل از آن، به عنوان مثال متخصصانی از لنینگراد در مورد امکان استفاده از حلقه برای اتصال قطعات بلند ذکر شده است و قبل از دهه ۱۹۶۰ در روزنامه نوشته شده است. [ ۵] روش دیگری در مؤسسه جوشکاری ( TWI ) در انگلستان اختراع و به صورت تجربی اثبات شد و در سال ۱۹۹۱ در فرایند جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی ( FSW ) به ثبت رسید. در سال ۲۰۰۸ KUKA AG دستگاه جوش اصطکاکی دوار SRS 1000 را با نیروی آهنگری ۱۰۰۰ تن توسعه داد. [ ۶] یک اصلاح بهبودیافته نیز جوشکاری اصطکاکی کم نیرو، فناوری ترکیبی است که توسط EWI و Manufacturing Technology Inc. ( MTI ) توسعه پیدا کرد، این فرایند می تواند برای جوشکاری اصطکاکی خطی و دوار اعمال شود. [ ۱۰] بر اساس اطلاعات سال ۲۰۲۰، تنها KUKA در ۴۴ کشور فعال بوده و بیش از ۱۲۰۰ سیستم را راه اندازی کرده است[ ۶] [ ۱۱] همچنین برای تسهیلات قرارداد فرعی[ ۱۲] با این حال شرکت های بیشتری در جهان وجود دارد به عنوان مثال مؤسسه جوشکاری TWI بیش از ۵۰ سال تخصص و بینش ذاتی برای توسعه فرایند دارد. [ ۱۳] با این حال، شرکت های بیشتری وجود دارند که هر کدام تبلیغ نمی شوند، اما امروزه، جوشکاری اصطکاکی در سراسر جهان با مواد مختلف هم در مطالعات علمی و هم در کاربردهای صنعتی انجام می شود.