Siltumenerģiju var iegūt, pagriežot vienu daļu, kamēr otra ir nekustīga, vai griežot pretējā virzienā. Turklāt daļas vienlaikus ir jāpiespiež vienai pret otru ar nemainīgu vai pieaugošu spēku no sākuma līdz beigām. Process beidzas ar rotējošās daļas izjaukšanu un ātru apstāšanos.
Salīdzinot, piemēram, ar elektrisko sadurmetināšanu, procesam, kas balstīts uz berzi, ir vairākas darbības priekšrocības:
- enerģijas izmaksas ir ievērojami samazinātas;
- metinātais savienojums vienmēr ir uzticams, jo tas ir atkarīgs tikai no metināmo izstrādājumu termofizikālajām īpašībām;
- savienojuma savienošanai nav nepieciešama īpaša sagatavošana, jo katlakmens, rūsa, tauki un tauki procesa sākumā izdeg vai tiek izspiesti zibenīgi;
- savienojuma kvalitāti neietekmē pat sagatavju paralēlisma pārkāpums līdz 6±1 grādu leņķim;
- negatīvu faktoru trūkums ultravioletā starojuma un kaitīgo gāzu emisiju veidā;
- tehnoloģisko iekārtu vienkāršība, viegli pielāgojama ikdienas apkopei, mehanizācijai un automatizācijai.
Berzes metināšanas process uz virpas
Metināšanas tērauda stieņi
Mašīnas patronā un galvā iespiežam metāla stieni, kura diametram jābūt lielākam par 3,5 mm, bet mazākam par 200 mm. Tie var būt gan tērauds, alumīnijs, varš, bronza vai dažādi metāli:
- tērauds un alumīnijs;
- tērauds un varš;
- alumīnijs un bronza utt.
Materiālu kombinācijas var būt ļoti dažādas, pat tādas, kuras nevar metināt parastajā veidā. Berzes metināšanai šajā sakarā nav nekādu ierobežojumu.
Mūsu gadījumā mēs nostiprinām stieni galvas statnē, izmantojot trīs bultskrūves, kas ieskrūvētas patronas caurumos, vienmērīgi izvietotas pa apkārtmēru 120 grādu leņķī. Ar viņu palīdzību mēs veicam izlīdzināšanu attiecībā pret patronā iespīlēto stieni, pievelkot vai atskrūvējot vienu vai otru skrūvi.
Mēs atvedam uzgali, līdz stieņi atduras, nostiprinām vai turam ar roku, lai palielinātu saspiešanas spēku metināšanas procesā, ko prasa šīs metināšanas metodes tehnoloģija.
Ieslēdzam mašīnu, kā rezultātā mašīnas patronā iestiprinātais stienis sāk griezties. Mūsu gadījumā galvgalā fiksētais stienis ir nekustīgs, bet principā var griezties pretējā virzienā, kas samazinātu procesa laiku.
Drīzumā redzēsim aptraipītas krāsas, kas sākas stieņu saskares punktā un izplatās pa tiem pretējos virzienos, kas ir tieša zīme par metāla strauju uzkaršanu berzes rezultātā.
Vēl pēc neilga laika metāls kontakta zonā spīdēs spilgti un sāks izspiesties gredzena formā, pārsniedzot stieņu izmērus.Šajā gredzenā būs arī atslāņošanās: katlakmens, nesadeguši tauki, cieti nemetāliski ieslēgumi utt.
Brīdī, kad kontaktpunktā parādās visspilgtākais spīdums, mašīna ir strauji jāizslēdz, lai abu stieņu metāls sastingst. Tajā pašā laikā, ja galvas balsts nav nostiprināts, ir nepieciešams pakāpeniski palielināt spiedienu uz to, lai kompensētu nobīdītā metāla apjomu kontakta zonā un iegūtu stiprāku un kvalitatīvāku savienojumu.
Pēc nogaidīšanas, līdz apstājas spīdums (un tā ir zīme, ka metāls ir pilnībā sacietējis), varat atskrūvēt stiprinājuma skrūves un noņemt galvas balstu. Tagad atliek tikai pārbaudīt berzes metināšanas kvalitāti.
Lai to izdarītu, vēlreiz ieslēdziet iekārtu un konstatējiet nelielu metinātā stieņa noplūdi - neprecīzas izlīdzināšanas sekas uzstādīšanas sākumā. Šo defektu var novērst, pagriežot un noņemot ekstrudēto urbumu kontakta zonā.
Dziļāka metāla iespiešanās liecina, ka divu stieņu metināšanas zonā nav redzamas nekādas pazīmes. Šķiet, ka tas nav divu stieņu saskares punkts, bet gan viena no tiem korpuss.
Mēs veicam šādu berzes metināšanas kvalitātes kontroli. Šādi savienotos stieņus saspiežam skrūvspīlē un ar slīpripas palīdzību izveidojam “plauktu” kontakta zonā, un atkal pārliecināmies par metāla viendabīgumu, kas arī liecina par metināšanas kvalitāti.
Skrūvju savienojums
Berzes metināšanu var izmantot, lai savienotu masveidā ražotas galvas un skrūves. Process neatšķiras no procesa ar stieņiem: viena skrūve ir iesprausta mašīnas patronā, otra - galvgalā.
Ar pēdējo palīdzību skrūves saskaras ar galvām un tiek iedarbināta mašīna. Ir arī jāpalielina iespīlēšanas spēks un jānoķer metināšanas brīdis, lai laikus izslēgtu piedziņu.
Berzes metināšanu var izmantot, lai savienotu materiālus, kurus ir grūti vai neiespējami metināt ar citiem veidiem: tēraudu un alumīniju, austenīta tēraudu un perlītu. To var arī izmantot, lai viegli savienotu plastmasas sagataves.
Aprēķini un prakse, izmantojot berzes savienojumu, parāda, ka šī metode ir labāk piemērota sagatavēm, kuru diametrs ir diapazonā no 6 līdz 100 mm. Metināšanas stieņi, kuru diametrs ir lielāks par 200 mm, nav ekonomiski izdevīgi, jo procesam būs nepieciešama lielāka jauda (0,5 tūkstoši kW) un aksiālais spēks (3 × 106 N). Izmantojot šo metodi, nebūs iespējams savienot stieņus, kuru diametrs ir mazāks par 3,5 mm, jo ir jānodrošina liels ātrums (200 apgr./min) un ir grūti noteikt, kad disks ir jāizslēdz.
