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摩擦撹拌接合用ヒートシンクの詳細ガイド

数ブラウズ:0     著者:サイトエディタ     公開された: 2022-03-01      起源:パワード

摩擦撹拌溶接 (FSW) は、材料を溶かさずに機械力と摩擦熱の非消耗システムを使用する固相接合プロセスです。


通常、摩擦により被削材と回転ツールの間で熱が発生し、軟化した領域が FSW ツールの近くに押し出されます。その間、工具は通常接合線に沿って移動し、機械的な力を加えて金属片を混ぜ合わせます。粘土と生地を接合するのと同じように、工具によって機械的な圧力を加えて、軟化した金属と熱い金属を鍛造します。


基本的には、押出または鍛造アルミニウムや、高い溶接強度が必要な構造に使用されます。摩擦攪拌接合は、銅合金、アルミニウム合金、チタン合金、ステンレス鋼合金、マグネシウム合金、軟鋼合金の接合が可能です。最近でもポリマーの溶接で成功を収めています。さらに、マグネシウムなどの異種金属を鋼合金に接合する場合、摩擦攪拌溶接が行われます。


初期の頃、プロファイルには特定のサイズ制限があり、放熱をサポートし促進するために大きなヒートシンクが必要な高出力部品のため、プロファイル ヒート シンクの溶接には摩擦撹拌溶接が使用されていましたが、現在では溶接が一般的な溶接となっています。誰もが避けられない選択。現在、新エネルギーの分野では、太陽光発電インバータ、風力エネルギーコンバータ、電気自動車のコントローラなどで摩擦撹拌溶接の使用が非常に一般的になりました。


摩擦撹拌接合の詳細、その用途、利点と機能について説明します。


摩擦撹拌溶接のメリット


摩擦撹拌溶接


摩擦撹拌溶接には、従来の溶融溶接に比べて多くの利点があることがわかっています。これらは次のとおりです…


●FSWは溶接のままの状態で機械的性質が良好です。

●有毒ガスや溶融物の飛散がなく、安全性が向上します。

●消耗品なし — 硬化H13などの従来の工具鋼で作られたねじ付きピンは、1km(0.62マイル)以上のアルミニウムを溶接できます。興味深いことに、アルミニウムの加工にはフィラーやガスシールドは必要ありません。

●簡単なフライス盤で簡単に自動化および調整できるため、セットアップコストが安く、トレーニングも最小限で済みます。

●溶融池がないため、あらゆる姿勢(水平・垂直等)での作業が可能です。

●一般に良好で優れた溶接外観と、オーバーマッチング時の肉厚が最小限または薄いため、コストと溶接後の高価な機械加工の必要性が軽減されます。

●同じ接合強度でより薄い材料も使用可能です。

●環境負荷が低いです。

●融着式から摩擦式への切り替えによる総合性能プラスコストメリット。

●熱影響部に位置する溶接継手の組織変化はほとんどありません。また、残留応力が非常に低く、溶接部分が変形しにくいです。

●長い溶接シームや大きな断面、接合部、異なる位置の溶接も一度で完了します。高いジョイント容量。

●作業工程の機械化・自動化が非常に容易で、シンプルな設備で済むため、エネルギー消費量が少なく、高効率で作業環境への要求も低いです。

●溶接ワイヤーの挿入が不要で、アルミニウム合金の溶接前の酸化皮膜の除去・低減が不要で、ガスプロテクトも不要で低コストです。

●ヒートクラック感受性を備えた溶接可能な材質であり、異種材料の溶接にも適しています。

●摩擦撹拌溶接プロセスは非常に安全で、無公害であり、さらに煙や放射線も発生しません。


摩擦撹拌溶接技術はどのように実現するのか?


摩擦撹拌溶接は通常 4 つのステップで行われます。これらのステップは次のとおりです。


1.機械エネルギーの熱エネルギーへの変換。


2. 材料の塑性変形。


3. 熱可塑性現象による硬化圧力。


4. 分子の拡散と再結晶。


応用産業


●電気自動車コントローラーの冷却ソリューション。

●パワーバッテリーパック冷却液に使用。

●モーターハウジング冷却ソリューション。

●インバータ冷却ソリューション。

●電力品質のSVG冷却ソリューション。

●IT通信冷却ソリューション。

●造船・海洋

●航空宇宙: 摩擦撹拌溶接は通常、スペースシャトルの外部タンク、オリオン乗組員車両、軍用機の床パネルなどに使用されており、現在では摩擦撹拌溶接で設計されています。ガントリー生産機にも使用されています。

●自動車:現在ではトヨタ・プリウスのトランクリッドや摩擦攪拌溶接で設計されたホイール、マツダの後部ドア、ボンネットなどに多く使用されています。

●製造: 真空容器とバルブは現在、FSW (核廃棄物のカプセル化) を使用して設計されており、摩擦撹拌リンクの船舶プロペラやハンティング ナイフにも使用されています。

●鉄道: 屋根パネル、湾曲側面は摩擦撹拌溶接を使用して設計されており、ヒートシンクは高出力電子機器を冷却するために設計されています。

●パーソナルコンピュータ: Apple は、Mac デバイスで摩擦撹拌溶接を使用して、デバイスの底部と背面を接合しました。

●ロボティクス: KUKA Robot Group は、2012 年に自社製品に摩擦撹拌溶接を導入しました。

●アルミニウム3Dプリント材料の接合:金属3Dプリント材料の接合にも使用され、音と欠陥のない溶接を生成するために使用され、プローブの回転、スピンドルの傾斜角度、ターゲットの深さ、およびトラバース速度は興味深い使用法です。



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