الطريقة الميكانيكية للحام الاحتكاك

اللحام الاحتكاكي كما يوحي الاسم يقوم على الاحتكاك بين المفاصل المعدنية، حيث لا توجد حرارة خارجية يتم تطبيقها في عملية اللحام، حيث أن اللحام بالاحتكاك ليس عملية لحام انصهار ولكنه عملية لحام صلبة حيث يكون المنتج في كثير من الأحيان قويًا مثل المعدن الأصلي، يتم استخدام تقنية اللحام هذه في العديد من الصناعات الميكانيكية المختلفة.

مبدأ عمل لحام الاحتكاك

إذا فركت راحتي يديك ببعضهما البعض ستلاحظ أن راحتي يديك ستصبحان ساخنتين كلما زادت الضغط والسرعة أكثر، ستبدأ في الشعور بالدفء، يتم استخدام نفس مبدأ توليد الحرارة عن طريق الاحتكاك في اللحام بالاحتكاك، حيث يتم تصنيع الأجزاء المعدنية للفرك ببعضها البعض بسرعة وضغط عاليين للغاية.

ومبدأ العمل بكل بساطة تدور كلا القطعتين المراد لحامها بعكس اتجاه بعضهما البعض وتبدئان بالاحتكاك وبعد ذلك تتولد الحرارة وتندمج وتنصهر القطعتين مع بعضهما البعض وينتج اللحام، وعندما تخضع مادتان لعملية لحام احتكاك، فإن الحركة النسبية بين بعضهما البعض والضغط المطبق عليهما يولد حرارة عند نقاط التلامس، مع استمرار العملية يرتفع توليد الحرارة أيضًا، وستبدأ المادتان في أن تصبحا متصلتين.

أنواع عملية لحام الاحتكاك

يمكن تسمية أي عملية لحام تستخدم الاحتكاك كطريقة لإنشاء الرابطة على أنها لحام احتكاك ومع ذلك، هناك نوعان أساسيان من عمليات اللحام بالاحتكاك.

لحام الاحتكاك الدوراني

حيث يتم  تدوير المادة الأولى فوق سطح المادة الأخرى حيث يكون اللحام مطلوبًا، تستخدم العملية القوة المحورية الضاغطة سرعات الدوران العالية، يؤدي هذا المزيج إلى تلدين المادتين، مما يؤدي في النهاية إلى رابطة بين الاثنين.

اللحام بالاحتكاك الخطي

في هذا النوع من اللحام بالاحتكاك، تتأرجح إحدى المواد بالنسبة إلى الأخرى بسرعات عالية مع قوة ضغط عالية في حركة ترددية، حيث تتحرك المادة يمين ويسارا أو أعلى وأسفل، تتسبب الحرارة الناتجة عن الأسطح في صهر المعدن، وتحترق الأكاسيد أو ملوثات مستوى السطح أو تُطرد من الجوانب.

ما هي مميزات اللحام بالاحتكاك

لا تتضمن كل تقنيات اللحام نفس نتائج الوصلات، حيث  يتم اختيار نوع اللحام بناءً على الخصائص المنقولة إلى الوصلة من خلال عملية اللحام، حيث ان ابرز مميزات لحام الاحتكاك هو أنه يمكن لحام المعادن غير المتشابهة حيث بعض مفاصل الاحتكاك ثنائية المعدن الشائعة هي الألومنيوم و الفولاذ أو النحاس و الألومنيوم أو  التيتانيوم والنحاس أو سبائك النيكل والفولاذ، كقاعدة عامة يمكن لحام كل معدن قابل للاحتكاك، يمنح هذا مزيدًا من الحرية للمهندسين، حيث يمكنهم إنشاء هياكل ثنائية المعدن بفضل اللحام بالاحتكاك، وأبرز التطبيقات وصلات النحاس والألمنيوم بشكل عام غير قابلة للتطبيق، ولكن مع اللحام بالاحتكاك، يكون ذلك ممكنًا.

عيوب لحام الاحتكاك

ينتج عن الاحتكاك حرارة غير ضرورية تؤدي إلى هدر الطاقة حيث تعمل قوة الاحتكاك في الاتجاه المعاكس للحركة، لذلك يؤدي الاحتكاك إلى إبطاء حركة الأجسام المتحركة، وأنها تستخدم هذه العملية للقضبان المستديرة فقط من نفس المقطع العرضي، يقتصر على المفاصل الزاوية والمسطحة، وأن تكلفة الإعداد عالية جدًا، وان تحضير الشغل صعب.

بعض تطبيقات لحام الاحتكاك

يمكن استخدام اللحام الاحتكاكي لصناعة بكرات وأنابيب وأعمدة صناعية أفضل، غالبًا ما تُستخدم هذه العملية لتصنيع هذه التجميعات الفرعية للطابعات الصناعية، ومعدات مناولة المواد، وكذلك تطبيقات السيارات، الفضاء، البحرية، والنفط، تشمل الأمثلة الأخرى للمكونات التروس، أنابيب المحور، خطوط الحركة، الصمامات، قضبان المكبس الهيدروليكي، بكرات الشاحنة، أعمدة المضخة، مثقاب الحفر، قضبان التوصيل.

تاريخ لحام الاحتكاك

يعود تاريخ براءات الاختراع والتطبيقات المرتبطة باللحام الاحتكاكي إلى بداية القرن العشرين  حيث من هذا المنطلق، يعتبر اللحام بالاحتكاك الدوراني من أقدم الطرق، حيث حصل دبليو ريختر على براءة اختراع لعملية (LFW) التي تم تطويرها عام 1924 في إنجلترا، وفي عام 1929 في ألمانيا ، تم تسجيل براءة اختراع نفس العملية في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية عام 1924 بواسطة Vauge و H.klopstock.

في الاتحاد السوفيتي في عام 1956، تم إجراء أول وصف وتجارب تتعلق بلحام الاحتكاك الدوار، وبعد الدراسات العلمية قام الميكانيكي أ. أدرك تشاديكوف أنه يمكن استخدام هذه الطريقة في العمليات التجارية، وفي الولايات المتحدة الأمريكية في عام 1960، تم تقديم هذه العملية لأول مرة، واليوم تأتي المواد البحثية لهذه العملية من العديد من الأماكن حول العالم، بما في ذلك إفريقيا وأمريكا الجنوبية وأمريكا الشمالية وأوروبا وآسيا وأستراليا.