摩擦焊攪拌工具中待焊的一對工件中,一件夾持于旋轉(zhuǎn)夾具,稱為旋轉(zhuǎn)工件,另一件夾持于移動夾具,稱為移動工件。焊接時,旋轉(zhuǎn)工件在電機驅(qū)動下開始高速旋轉(zhuǎn),移動工件在軸向力作用下逐步向旋轉(zhuǎn)工件靠攏,兩側(cè)工件接觸并壓緊后,摩擦界面上一些微凸體首先發(fā)生粘接與剪切,并產(chǎn)生摩擦熱。隨著實際接觸面積增大,摩擦扭矩迅速升高,摩擦界面處溫度也隨之上升,摩擦界面逐漸被一層高溫粘塑性金屬所覆蓋。此時,兩側(cè)工件的相對運動實際上已發(fā)生在這層粘塑性金屬內(nèi)部,產(chǎn)熱機制已由初期的摩擦產(chǎn)熱轉(zhuǎn)變?yōu)檎乘苄越饘賹觾?nèi)的塑性變形產(chǎn)熱。摩擦焊攪拌工具也是攪拌摩擦焊的特殊消耗品。汕頭汽車攪拌頭定制
在摩擦焊攪拌工具中,攪拌頭的旋轉(zhuǎn)速度對接頭的力學(xué)性能產(chǎn)生影響,主要是通過改變焊接熱輸入和材料塑性流動影響微觀組織來實現(xiàn)的。當(dāng)攪拌頭的轉(zhuǎn)速較低時,不能產(chǎn)生足夠的摩擦熱,從而熱塑性流動層難以形成,然后導(dǎo)致固相連接不能實現(xiàn),并且在焊縫中還特別容易形成孔洞等缺陷。由攪拌摩擦焊產(chǎn)熱機制可知,隨著旋轉(zhuǎn)速度的增加,熱輸入便增加,熱塑性流動層自上而下也逐漸擴大,使得焊縫中的孔洞逐步減小,當(dāng)轉(zhuǎn)速增加到特定值時,孔洞便開始慢慢消失,從而形成組織致密的高質(zhì)量焊縫。但如果攪拌頭轉(zhuǎn)速太高,則會導(dǎo)致過高的焊接溫度,產(chǎn)生其他影響焊接質(zhì)量的缺陷。佛山輕軌攪拌工具非標(biāo)定制廠家摩擦焊焊接的對象主要是回轉(zhuǎn)形零件。
摩擦焊攪拌工具由特型指棒、夾持器和圓柱體組成。焊接開始時,攪拌頭高速旋轉(zhuǎn),特型指棒迅速鉆入被焊板材的焊縫,與特型指棒接觸處的金屬摩擦生熱,形成了很薄的熱塑性層。當(dāng)特型指棒鉆入工件表面以下時,部分金屬被擠出表面,軸肩與被焊工件表面摩擦產(chǎn)生熱量。又由于背面墊板的密封作用,不斷地產(chǎn)生熱塑性金屬形成焊縫。在整個過程中空腔的產(chǎn)生于填滿連續(xù)進行,焊縫區(qū)金屬經(jīng)歷這被擠壓、摩擦生熱、塑性變形、轉(zhuǎn)移、擴散、再結(jié)晶等過程。通過高速旋轉(zhuǎn)并與被焊工件摩擦,產(chǎn)生熱量形成熱塑性層,攪拌頭與工件相對運動,在攪拌頭前面不斷形成的熱塑性金屬轉(zhuǎn)移到攪拌頭后面,填滿后面的空腔,從而形成連接。
摩擦焊攪拌工具在頂鍛過程中及頂鍛后保壓過程中,焊合區(qū)金屬通過相互擴散與再結(jié)晶,使兩側(cè)金屬牢固焊接在一起,從而完成整個焊接過程。在整個焊接過程中,摩擦界面溫度一般不會超過熔點,故摩擦焊是固態(tài)焊接。利用焊件表面相互摩擦所產(chǎn)生的熱,使端面達到熱塑性狀態(tài),然后迅速頂鍛,完成焊接。攪拌摩擦焊多用于平板對接結(jié)構(gòu)。目前,對于0.8~75毫米厚的鋁合金都可以采用攪拌摩擦焊接。但實際工程應(yīng)用中大多數(shù)工程焊接結(jié)構(gòu)是采用型材或板材以角接方式構(gòu)成的,由于攪拌摩擦焊主要是由軸肩與被焊接面摩擦產(chǎn)生熱量,因此攪拌摩擦焊在角接結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用受限制,甚至根本就不能直接進行角接結(jié)構(gòu)的攪拌摩擦焊接。摩擦焊局限性是受被焊零件形狀的限制,即摩擦副中一般至少要求一個零件是旋轉(zhuǎn)件。
使用摩擦焊攪拌工具不論是在焊接前還是在焊接過程中都不會污染環(huán)境。焊前焊件表面無需嚴(yán)格清理,在焊接時攪拌頭與焊件間的攪拌和摩擦作用可有效去除焊件表層的氧化膜,從焊接開始至結(jié)束整個過程都沒有煙塵、飛濺產(chǎn)生,且噪聲低。比一般的焊接方法更加節(jié)能省材,原因是該方法靠攪拌頭的高速旋轉(zhuǎn)并移動來實現(xiàn)被焊工件間的連接。相比熔焊,攪拌摩擦焊的焊接速度較低,但若采用攪拌摩擦焊技術(shù)焊接厚板時可以一次成型,然而若用傳統(tǒng)的普通熔焊方法則需要進行多層多道焊接。需要特定的夾具將被焊工件夾緊固定,對焊接裝配要求很高。目前主要適用于焊接大型結(jié)構(gòu)零部件。摩擦焊攪拌工具能使塑化材料產(chǎn)生良好的塑性流動和轉(zhuǎn)移。常州汽車攪拌工具生產(chǎn)廠家
由于摩擦焊生產(chǎn)率高、質(zhì)量好獲得了普遍的工程應(yīng)用。汕頭汽車攪拌頭定制
連續(xù)摩擦焊主要應(yīng)用于大批量連續(xù)生產(chǎn),慣性摩擦焊主要應(yīng)用于大型和特殊材料的零部件,攪拌摩擦焊主要應(yīng)用于有色金屬板材的焊接。實際工業(yè)生產(chǎn)中適用的摩擦焊機大多數(shù)是旋轉(zhuǎn)式的,所加工的焊接接頭99%以上為對接接頭。工件除圓形外,還有六邊形、八邊形、矩形和橢圓形等,近幾年又有新型的摩擦焊問世如:攪拌摩擦焊的出現(xiàn),它使得摩擦焊產(chǎn)品擴展到大尺寸的板材和型材的對接和搭接焊。摩擦焊現(xiàn)已普遍應(yīng)用于航空、航天、電力、汽車、拖拉機、自行車、機械制造、家電、紡織、閥門、石油、地質(zhì)、煤炭、工具、電纜等各個行業(yè)和領(lǐng)域。如在汽車工業(yè)運用于焊接渦輪增壓器、變速器、和齒輪軸、驅(qū)動軸、后橋、排氣閥、液壓等。汕頭汽車攪拌頭定制