การเชื่อมด้วยแรงเสียดทาน (Friction Welding)

Friction Welding

Friction Welding หรือที่เรียกอีกอย่างว่า การเชื่อมด้วยแรงเสียดทาน กระบวนการนี้เป็นวิธีการเชื่อมโลหะที่น่าสนใจซึ่งใช้ความร้อนที่เกิดจากแรงเสียดทานระหว่างชิ้นงานสองชิ้นเพื่อหลอมรวมเข้าด้วยกัน

หลักการทำงานของ Friction Welding

  1. การสัมผัสและแรงกด: ชิ้นงานสองชิ้นถูกนำมาสัมผัสกันภายใต้แรงกดที่แน่นอน
  2. การเคลื่อนที่สัมพัทธ์: ชิ้นงานหนึ่งชิ้นจะถูกหมุนหรือเคลื่อนที่เชิงเส้นสัมพันธ์กับชิ้นงานอีกชิ้นหนึ่ง
  3. การเกิดความร้อนจากแรงเสียดทาน: การเคลื่อนที่สัมพัทธ์นี้ทำให้เกิดแรงเสียดทานที่บริเวณสัมผัส ส่งผลให้เกิดความร้อนสูงขึ้นจนถึงจุดหลอมเหลวของโลหะ
  4. การยุติการเคลื่อนที่และการเชื่อม: เมื่ออุณหภูมิถึงจุดหลอมเหลว การเคลื่อนที่จะหยุดลงและแรงกดจะยังคงอยู่ ทำให้โลหะหลอมเหลวจากทั้งสองชิ้นงานผสมกันและแข็งตัวเป็นเนื้อเดียวกันเมื่อเย็นลง

Friction Welding มีกี่แบบ

Friction Welding สามารถแบ่งออกเป็นประเภทหลักๆ ได้ 2 แบบ คือ:

  1. การเชื่อมด้วยแรงเสียดทานแบบหมุน (Rotary Friction Welding):
    • เป็นวิธีที่พบได้บ่อยที่สุด
    • ชิ้นงานหนึ่งจะถูกหมุนด้วยความเร็วสูง ขณะที่อีกชิ้นหนึ่งถูกกดเข้ามาสัมผัส
    • แรงเสียดทานที่เกิดขึ้นทำให้เกิดความร้อนและหลอมละลายผิวสัมผัสของชิ้นงานทั้งสอง
    • เมื่อหยุดการหมุนและคงแรงกดไว้ ชิ้นงานทั้งสองจะเชื่อมติดกัน
  2. การเชื่อมด้วยแรงเสียดทานแบบเชิงเส้น (Linear Friction Welding):
    • ชิ้นงานหนึ่งจะเคลื่อนที่ไปมาในแนวเส้นตรงสัมผัสกับอีกชิ้นหนึ่งภายใต้แรงกด
    • ความร้อนจากแรงเสียดทานจะทำให้เกิดการหลอมละลายที่ผิวสัมผัส
    • เมื่อหยุดการเคลื่อนที่และคงแรงกดไว้ ชิ้นงานจะเชื่อมติดกัน

นอกจากนี้ ยังมีเทคนิคพิเศษที่พัฒนาขึ้นจาก Friction Welding อีก 2 แบบ:

  1. การเชื่อมด้วยแรงเสียดทานแบบกวน (Friction Stir Welding):
    • ไม่ได้ทำให้เกิดการหลอมละลายของชิ้นงานโดยตรง
    • ใช้เครื่องมือหมุนที่มีลักษณะพิเศษกวนและผสมเนื้อโลหะบริเวณรอยต่อให้เป็นเนื้อเดียวกัน
    • เหมาะสำหรับเชื่อมโลหะที่มีจุดหลอมเหลวต่ำ เช่น อะลูมิเนียม
  2. การเชื่อมด้วยแรงเสียดทานและแรงเฉือน (Friction Stir Spot Welding):
    • เป็นการพัฒนาต่อยอดจาก Friction Stir Welding
    • ใช้สำหรับการเชื่อมจุด (spot welding)
    • เหมาะสำหรับงานที่ต้องการความแข็งแรงของรอยเชื่อมสูง และต้องการควบคุมรูปร่างของรอยเชื่อมได้อย่างแม่นยำ

ข้อดีของ Friction Welding

  • ไม่ต้องใช้วัสดุเชื่อม: ไม่จำเป็นต้องใช้วัสดุเชื่อมหรือฟลักซ์เพิ่มเติม
  • เชื่อมโลหะต่างชนิดได้: สามารถเชื่อมโลหะต่างชนิดที่มีจุดหลอมเหลวต่างกันได้
  • แนวเชื่อมแข็งแรง: ให้แนวเชื่อมที่มีความแข็งแรงและคุณภาพสูง
  • ความผิดรูปน้อย: เกิดความผิดรูปของชิ้นงานน้อยมาก
  • กระบวนการรวดเร็วและอัตโนมัติ: เป็นกระบวนการที่รวดเร็วและสามารถทำแบบอัตโนมัติได้

การใช้งาน

Friction Welding ถูกนำไปใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น อุตสาหกรรมยานยนต์ อุตสาหกรรมอากาศยาน และอุตสาหกรรมการผลิตทั่วไป เพื่อเชื่อมชิ้นส่วนต่างๆ เช่น เพลา ท่อ และส่วนประกอบอื่นๆ

วัสดุอะไรที่เชื่อมแบบ Friction Welding ได้บ้าง

Friction Welding มีความสามารถในการเชื่อมวัสดุได้หลากหลาย ทั้งโลหะชนิดเดียวกันและต่างชนิดกัน ขึ้นอยู่กับเทคนิคการเชื่อมที่ใช้ โดยทั่วไปแล้ว วัสดุที่สามารถเชื่อมด้วย Friction Welding ได้แก่:

  • โลหะชนิดเดียวกัน:
    • เหล็กกล้าคาร์บอน
    • เหล็กกล้าผสม
    • สแตนเลส
    • อะลูมิเนียม
    • ทองแดง
    • ไทเทเนียม
    • แมกนีเซียม
  • โลหะต่างชนิด:
    • อะลูมิเนียมกับทองแดง
    • อะลูมิเนียมกับเหล็ก
    • ทองแดงกับเหล็ก
    • ไทเทเนียมกับเหล็ก
    • และอื่นๆ

การเลือกใช้วัสดุในการเชื่อมด้วย Friction Welding จะขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายอย่าง เช่น คุณสมบัติของวัสดุ, การใช้งาน, และข้อกำหนดเฉพาะของชิ้นงาน

นอกจากนี้ ยังมีเทคนิคพิเศษอย่าง Friction Stir Welding ที่สามารถเชื่อมวัสดุที่มีจุดหลอมเหลวต่ำหรือวัสดุที่เชื่อมยาก เช่น อะลูมิเนียมบางชนิด และแมกนีเซียม ได้อีกด้วย

วัสดุอะไรที่เชื่อมแบบ Friction Welding ไม่ได้

แม้ว่า Friction Welding จะมีข้อดีหลายประการและสามารถเชื่อมวัสดุได้หลากหลาย แต่ก็มีข้อจำกัดบางประการที่ทำให้ไม่สามารถเชื่อมวัสดุบางชนิดหรือรูปร่างบางแบบได้:

วัสดุที่เชื่อมไม่ได้:

  • วัสดุที่มีจุดหลอมเหลวต่ำมาก: วัสดุบางชนิด เช่น ตะกั่ว หรือ พลาสติกบางชนิด มีจุดหลอมเหลวต่ำเกินไป ทำให้ไม่สามารถทนต่อความร้อนสูงที่เกิดขึ้นระหว่างการเชื่อมได้
  • วัสดุที่เปราะแตกง่าย: วัสดุที่เปราะ เช่น เซรามิก หรือ แก้ว อาจแตกหักได้ง่ายภายใต้แรงกดและความร้อนสูงระหว่างการเชื่อม
  • วัสดุที่มีความแตกต่างของคุณสมบัติทางความร้อนสูง: การเชื่อมวัสดุที่มีค่าการนำความร้อนและการขยายตัวเนื่องจากความร้อนแตกต่างกันมาก อาจทำให้เกิดความเค้นตกค้างสูงในแนวเชื่อมและทำให้เกิดการแตกร้าวได้

ข้อจำกัดด้านรูปร่าง:

  • ชิ้นงานที่มีรูปร่างซับซ้อน: Friction Welding เหมาะสำหรับชิ้นงานที่มีรูปร่างหน้าตัดเรียบง่าย เช่น ทรงกระบอก หรือ ท่อ การเชื่อมชิ้นงานที่มีรูปร่างซับซ้อนอาจเป็นเรื่องยากหรือเป็นไปไม่ได้
  • ชิ้นงานที่มีขนาดแตกต่างกันมาก: การเชื่อมชิ้นงานที่มีขนาดแตกต่างกันมาก อาจทำให้เกิดการกระจายความร้อนไม่สม่ำเสมอและทำให้เกิดปัญหาในการควบคุมคุณภาพของแนวเชื่อม

ข้อควรพิจารณาอื่นๆ:

  • ความสะอาดของพื้นผิว: พื้นผิวของชิ้นงานที่เชื่อมต้องสะอาดและปราศจากสิ่งปนเปื้อน เช่น น้ำมัน หรือ สนิม เพื่อให้ได้แนวเชื่อมที่มีคุณภาพดี
  • การควบคุมพารามิเตอร์: การควบคุมพารามิเตอร์การเชื่อม เช่น แรงกด ความเร็วในการหมุน และเวลา เป็นสิ่งสำคัญ เพื่อให้ได้แนวเชื่อมที่มีคุณภาพและความแข็งแรงตามต้องการ
Share the Post:

รู้จักเราให้มากขึ้นไปอีกขั้น

แฮปปี้ เมทอล เราเป็นร้านที่ขายอุปกรณ์เกี่ยวกับงานเชื่อมโลหะ รวมถึงอะไหล่สำหรับงานเชื่อมเหล็ก อลูมิเนียม ทองเหลือง ทองแดง และสแตนเลส

ขายอุปกรณ์ทำเฟอร์นิเจอร์ อุปกรณ์ทำเครื่องครัวสแตนเลส ทั้งสำหรับใช้ในครัวเรือนและโรงงาน

อุปกรณ์จับกระจกราวบันได มือจับประตูบ้านและห้องน้ำ ฟิตติ้งเกี่ยวกับอุปกรณ์จับยึดกระจกเช่นตัวหนีบกระจก บานพับ ขาจับกระจก สไปเดอร์ราวกระจก

ล้อประตูและรางเลื่อน สำหรับประตูบ้านและโรงงาน เช่นล้อประตูบ้าน ล้อรางเลื่อนแขวน ล้อหมุน360องศาสำหรับประตูบานโค้งหรือประตูรางรถไฟ

น็อต สกรู ทั้งเหล็ก เหล็กดำเกรด และสแตนเลส อุปกรณ์มีเกลียวขันเช่นเกลียวเร่ง ควิกลิ้ง รวมถึงโซ่เหล็ก โซ่สแตนเลส

ติดต่อสอบถาม

เวลาเปิด-ปิด

จันทร์ - เสาร์ 8.00 - 17.00

เข้ามาที่ร้าน

ติดตามข้อมูลของร้าน