摩擦焊適合各類異種材料的焊接,對常規(guī)熔化下不能焊接的鋁-鋼、鋁-銅、鈦-銅、金屬間化合物-鋼等都可以進行焊接。可以實現(xiàn)同直徑、不同直徑的棒材和管材的焊接。焊接時不產(chǎn)生煙霧、弧光以及有害氣體等,不污染環(huán)境。同時,與閃光焊相比,電能節(jié)約5~10倍。但是,摩擦焊也具有如下缺點與局限性。對非圓形截面焊接較困難,所需設(shè)備復雜;對盤狀薄零件和薄壁管件,由于不易夾固,施焊也比較困。對形狀及組裝位置已經(jīng)確定的構(gòu)件,很難實現(xiàn)摩擦焊接。接頭容易產(chǎn)生飛邊,必須焊后進行機械加工。夾緊部位容易產(chǎn)生劃傷或夾持痕跡。摩擦焊工藝方法已由傳統(tǒng)的幾種形式發(fā)展到二十多種,極大地擴展了摩擦焊的應用領(lǐng)域。汕頭汽車攪拌頭報價
在摩擦焊攪拌工具中,攪拌摩擦焊主要是用在熔化溫度較低的有色金屬,如Al、cu等合金。這和攪拌頭的材料選擇及攪拌頭的工作壽命有關(guān)。當然,這也和有色金屬熔化焊接相對困難有關(guān),迫使人們在有色金屬焊接時尋找非熔化的焊接方法。對于延性好、容易發(fā)生塑性變形的黑色材料,經(jīng)輔助加熱或利用其超塑性,也有可能實現(xiàn)攪拌摩擦焊,但這就要看熔化焊和攪拌摩擦焊哪個技術(shù)經(jīng)濟指標更合理來決定。攪拌摩擦焊在有色金屬的連接中已獲得成功的應用,但由于焊接方法特點的限制,只限于結(jié)構(gòu)簡單的構(gòu)件,如平直的結(jié)構(gòu)或圓筒形結(jié)構(gòu)的焊接,而且在焊接過程中工件要有良好的支撐或襯墊。珠海刀柄攪拌頭定制摩擦焊是一種清潔的生產(chǎn)工藝。
目前主要用于圓柱形軸心對稱零件的焊接,但近期研究的相位控制摩擦焊、線性摩擦焊、攪拌摩擦焊等成功地解決了軸心不對稱且具有相位要求的非圓柱形構(gòu)件乃至板件對接等焊接問題,進一步擴大了摩擦焊的應用范圍。摩擦焊的幾種常用分類:連續(xù)驅(qū)動摩擦焊:普通的摩擦焊方法。焊接兩個圓形橫斷面工件時,首先使一工件以中心線為軸高速旋轉(zhuǎn),然后將另一工件向旋轉(zhuǎn)工件施加軸向壓力,開始摩擦加熱。達到給定的摩擦焊時間或規(guī)定的摩擦變形量,即接頭加熱到焊接溫度時,立即停止工件的轉(zhuǎn)動,同時施加更大的軸向壓力,進行頂鍛焊接。
摩擦焊攪拌工具的軸肩通過專門轉(zhuǎn)接套與主機相連,可實現(xiàn)攪拌針與軸肩的動摩擦配合,攪拌針與軸肩采用分體式設(shè)計制造;攪拌針隨主軸高速旋轉(zhuǎn),軸肩固定于主機頭不旋轉(zhuǎn)部位;攪拌針與軸肩通過軸承組實現(xiàn)可靠地相對運動。焊后材料表面無減薄的攪拌摩擦焊攪拌工具,通過軸承的選擇和結(jié)構(gòu)設(shè)計,保證攪拌針與軸肩實現(xiàn)可靠的動摩擦配合;特殊設(shè)計的基于軸肩靜止的分體式攪拌針,并在端部加工斜面結(jié)構(gòu)的小軸肩,小軸肩端面加工螺旋線,為焊縫金屬施加頂鍛力的同時收攏材料;特殊材料選擇和結(jié)構(gòu)設(shè)計的軸肩,降低攪拌工具前進阻力,消除飛邊,確保焊縫表面成型良好。焊件尺寸精度高,用摩擦焊生產(chǎn)的柴油發(fā)動機預燃燒室,全長的較大誤差為士0.1毫米。
隨著摩擦焊的摩擦熱量向兩側(cè)工件的傳導,焊接面兩側(cè)溫度亦逐漸升高,在軸向壓力作用下,焊合區(qū)金屬發(fā)生徑向塑性流動,從而形成飛邊,軸向縮短量逐漸增大。隨摩擦時間延長,摩擦界面溫度與摩擦扭矩基本恒定,溫度分布區(qū)逐漸變寬,飛邊逐漸增大,此階段稱之為準穩(wěn)定摩擦階段。在此階段,摩擦壓力與轉(zhuǎn)速保持恒定。當摩擦焊區(qū)的溫度分布、變形達到一定程度后,開始剎車制動并使軸向力迅速升高到所設(shè)定的頂鍛壓力此時軸向縮短量急驟增大,并隨著界面溫度降低,摩擦壓力增大,摩擦扭矩出現(xiàn)第二個峰值,即后峰值扭矩。在飛機制造中,摩擦焊也展現(xiàn)了新的應用前景。珠海刀柄攪拌頭定制
摩擦焊可分為連續(xù)驅(qū)動摩擦焊和慣性摩擦焊兩種。汕頭汽車攪拌頭報價
在攪拌摩擦焊過程中,摩擦焊攪拌工具是單一與工件直接接觸的部分,除了摩擦焊攪拌工具的尺寸、形狀、焊接參數(shù)會影響焊接的然后效果外,摩擦焊攪拌工具材料也會對焊接質(zhì)量產(chǎn)生重要影響。摩擦焊攪拌工具的材料不只決定了摩擦焊攪拌工具摩擦加熱的速率、操作溫度、工具強度,還決定了可用攪拌摩擦焊焊接何種材料。對于高熔點、髙強度的材料如鋼、鈦、鈦合金、鎳基合金的攪拌摩擦焊,其焊接溫度可達0.8Tm(如鈦合金的FSW溫度接近1334℃)[2,6]。在焊接鋼等髙強度合金時,摩擦焊攪拌工具在1000℃時的強度至少大于400MPa才不至于失效。普通的鋼在500~600℃會發(fā)生軟化,在高溫下不具備一定的剛度和強度,顯然不適用于高溫材料的焊接。汕頭汽車攪拌頭報價