摩擦焊

摩擦焊

焊接方法
摩擦焊,在压力作用下,是在恒定或递增压力以及扭矩的作用下,利用焊接接触端面之间的相对运动在摩擦面及其附近区域产生摩擦热和塑形变形热,使及其附近区域温度上升到接近但一般低于熔点的温度区间,材料的变形抗力降低、塑性提高、界面的氧化膜破碎,在顶锻压力的作用下,伴随材料产生塑性变形及流动,通过界面的分子扩散和再结晶而实现焊接的固态焊接方法。
  • 中文名:摩擦焊
  • 外文名:
  • 适用领域:
  • 所属学科:
  • 步骤:四个
  • 方法:固态焊接方法
  • 应用:航空、航天、核能

定义

车削工件时切屑往往牢牢地粘在刀头上,轴与轴瓦之间润滑不良时也会产生局部焊合,摩擦焊就是从这些现象出发而发明的。

简单的说,工件间由于剧烈摩擦会产生大量热量,同时在压力的作用下,工件就被焊在了一起。这个过程就被称为摩擦焊。

它是利用工件端面相互摩擦产生的热量使摩擦面达到塑性状态,然后顶锻完成焊接的方法。

分类

上述描述只是一种直观的认识,而实际焊接过程中,根据产热方式的不同,可以将摩擦焊分为以下几种:

1.轨道摩擦焊n

2.线性摩擦焊n

3.搅拌摩擦焊n

4.旋转摩擦焊n

总而言之,摩擦焊是一种利用压力和摩擦热使工件连接在一起的固态连接方法。n

工作原理

摩擦焊工作原理是以机械能为能源的固相焊接,焊接过程中,工件在压力的作用下发生机械接触,由于工件间的转动或相对运动会导致摩擦热的产生和摩擦面原子发生塑性位移,在压力和摩擦热的共同作用下,焊件摩擦面附近的原子被激活,使之达到塑性状态,然后顶锻进而发生迁移形成连接的焊接方法。

旋转摩擦焊

旋转摩擦焊可分为连续驱动摩擦焊和惯性摩擦焊两种。

连续驱动摩擦焊

由电动机带动一个工件旋转,同时把另一工件压向旋转工件,使其接触面相互摩擦产生热量和一定塑性变形,然后停止旋转,同时施加顶锻压力完成焊接(图1)。焊接质量与转速、摩擦时间、摩擦压力、顶锻压力和工件顶锻变形量有关。

惯性摩擦焊

由电动机驱动飞轮达到要求的转速,然后把一个工件压向夹持在飞轮轴上的转动工件,工件间的摩擦阻力使飞轮减速,并将飞轮的动能转换成焊接所需的热能。

焊接质量与飞轮惯性矩、转速和顶锻力有关。摩擦焊所用的摩擦焊机包括驱动系统(惯性摩擦焊机还包括飞轮)和加压装置。全自动焊机还有上、下料装置、去飞边装置和参数自动监控系统。

摩擦焊适合于焊接杆件和管件,工艺简单、质量好,劳动条件好,生产率高,耗电量少,易于机械化和自动化。摩擦焊在工厂生产线上广泛用于发动机燃烧室、排气阀、轴、轴套、杆件、管子与法兰、石油钻杆和钻芯的连接和变截面杆件的连接。

接头焊后不会产生金属间化合物。摩擦焊也常用于异种金属焊接,如铝与铜、钢、镍、镁合金;铜与钢、银等。摩擦焊在铝-铜导线过渡接头的焊接方面应用尤广。惯性摩擦焊也可焊接直径为100毫米的棒材或截面积为60厘米的管件。

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