搅拌摩擦焊
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珠海附近摩擦焊厂

2020-08-03
珠海附近摩擦焊厂

摩擦焊搅拌摩擦焊除了可以焊接普通熔焊方法难以焊接的材料外,还有以下优点1)焊接温度低,即使在长焊缝情况下也是如此。2)固相连接,不产生类似熔焊街头的铸造组织缺陷。接头各种力学性能,比如疲劳、弯曲、拉伸等指标好。摩擦焊焊前、焊后辅助修补工时较少,生产成本大幅度降低。焊接过程中的搅拌和摩擦可有效去除工件表面氧化膜及附着杂质,减少了清理步骤。4)焊接过程不需要添加保护气体和焊料。5)能够进行全位置焊接,适应性好,效率高,操作简单,易于实现自动化。6)无烟尘、辐射、飞溅、噪声及弧光等有害物质产生,是一种环保型链接方法。

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摩擦焊例如:在车削加工时,车刀上产生积屑瘤;在钻削加工时,钻头和工件常常粘结在一起;滑动轴承由于烧轴而卡住等等。当然,这些情况一直是人们努力避免的事故。做为一种焊接现象来分析,它们的过程并不是完善的,焊接质量也并不理想。但是,我们通过对这些粘结、焊合现象的分析,有助于了解摩擦焊的实质。摩擦焊摩擦破坏了金属表面的氧化膜。摩擦生热降低了金属的强度,但提高了它的塑性。摩擦表面金属产生了塑性变形与流动,防止了金属的氧化,促进了焊接金属原子的互相扩散,形成了牢固的焊接接头。这就是摩擦焊的实质

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摩擦焊摩擦焊接以其优质、高效、节能、无污染的技术特色,在航空、航天、核能、兵器、汽车、电力、海洋开发、机械制造等新技术和传统产业部门得到了愈来愈广泛的应用。下面以摩擦焊接在航空航天工业与汽车工业中的应用举例说明。搅拌摩擦焊(1)航空航天工业摩擦焊随着现代高性能军用航空发动机的不断更新,其主要性能指标推重比亦不断提高。同时对发动机的结构设计、材料及制造工艺均提出了更高的要求。从70年代起,以美国GE公司为代表,在军用航空发动机转子部件(盘+盘、盘+轴)制造中,率先成功地采用了惯性摩擦焊接技术。美国T e x t r o n L y c o m i n g公司生产的新型大功率T 55涡轮喷气发动机的前盘与前轴、后轴的连接都是采用盘+轴一体的摩擦焊接结构。P&W公司将摩擦焊接列为80年代发动机制造中的五项重大焊接技术之一;德国M T U公司正在开展高压压气机转子等大型部件的摩擦焊接技术研究;法国海豚发动机也将摩擦焊接推广应用于减速器锥形齿轮的焊接,等等。国外一些先进的航空发动机制造公司已将摩擦焊接作为焊接高推重比航空发动机转子部件的主导的、典型的和标准的工艺方法。普遍认为摩擦焊是可靠、再现性好和可信赖的焊接技术。

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摩擦焊在焊接过程中,搅拌针在旋转的同时伸入工件的接缝中,旋转搅拌头(主要是轴肩)与工件之间的摩擦热,使焊头前面的材料发生强烈塑性变形,然后随着焊头的移动,高度塑性变形的材料逐渐沉积在搅拌头的背后,从而形成搅拌摩擦焊焊缝。搅拌摩擦焊对设备的要求并不高,最基本的要求是焊头的旋转运动和工件的相对运动,即使一台铣床也可简单地达到小型平板对接焊的要求。但焊接设备及夹具的刚性是极端重要的。搅拌头一般采用工具钢制成,焊头的长度一般比要求焊接的深度稍短。应该指出,搅拌摩擦焊缝结束时在终端留下个匙孔。通常这个匙孔可以切除掉,也可以用其它焊接方法封焊住。针对匙孔问题,已有伸缩式搅拌头研发成功,焊后不会留下焊接匙孔。摩擦焊关于在搅拌摩擦过程中界面原子的运动仍处于研究阶段。

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摩擦焊适于焊接异种钢和异种金属。摩擦焊不仅可以焊接普通的异种钢,还可以焊接常温和高温机械、物理性能差别很大的异种钢和异种金属,如碳素结构钢—高速工具钢;铜—不锈钢等。此外,还能很好地焊接那些产生脆性合金的异种金属,如铝—铜、铝—钢等。摩擦焊焊件尺寸精度高。用摩擦焊生产的柴油发动机预燃烧室,全长的误差为士0.1毫米。有些专用摩擦焊机可以保证焊件的长度公差为土0.2毫米,偏心度小于0.2毫米。因此,摩擦焊不仅用来焊接毛坯,而且还可以焊接装配好的成品。4、焊机功率小、省电能。摩擦焊和闪光焊相比较,节省电能为80~90%左右。5、摩擦焊的工作场地卫生,没有火花、弧光及有害气体,有利于环境保护,适于和其他先进的金属加工方法一起用于自动生产线。

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FSW种固相焊焊接技术焊缝峰值温度通低于材料熔点摩擦焊低于焊接铝合金(尤其析强化型铝合金)焊缝温度与接力性能间佳范围超佳范围焊缝热入接力性能降低原:铝合金焊接程,热循环使焊缝两侧发组织、性能变化热效应区(HAZ),产软化主要危险区域软化区间宽度直接与热输入比所要减软化区间宽度热输入焊缝温度进入铝合金软化温度热影响区发强化相析聚集材料固溶强化效减弱焊件强度降低随着温度升高,强化相甚至发效析现象,材料固溶强化效更差,强度降越搅拌摩擦焊摩擦焊用FSW焊接熔点些材料铜钢钛适增加焊缝热输入助于增加焊缝金属充流形致密缺陷焊缝于提高焊缝力性能帮助焊缝缺陷热入与焊缝力性能关系焊缝现缺陷沟槽、隧道型孔洞等适通增加轴向压力增加焊缝热量增加接力性能候焊缝热入高塑化金属黏附搅拌轴肩内表面使材料塑化体积减要注意焊缝温度达定材料摩擦系数降焊缝热输入并随着旋转速度增加、焊接速度减、轴向压力增加增加

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