由于搅拌摩擦焊过程中热输入相对于熔焊过程较小,接头部位不存在金属的熔化,是一种固态焊接过程,在合金中保持母材的冶金性能,可以焊接金属基复合材料、快速凝固材料等采用熔焊会有不良反应的材料。搅拌摩擦焊其主要优点如下:(1)焊接接头热影响区显微组织变化小.残余应力比较低,焊接工件不易变形;(2)能一次完成较长焊缝、大截面、不同位置的焊接.接头高:(3)操作过程方便实现机械化、自动化,设备简单,能耗低,功效高,对作业环境要求低:(4)无需添加焊丝,焊铝合金时不需焊前除氧化膜,不需要保护气体,成本低;(5)可焊热裂纹敏感的材料,适合异种材料焊接:(6)焊接过程安全、无污染、无烟尘、无辐射等。搅拌摩擦焊搅拌摩擦焊也存在一定的缺点:焊接工件必须刚性固定,反面应有底板;焊接结束搅拌探头提出工件时,焊缝端头形成一个键孔,并且难以对焊缝进行修补:工具设计、过程参数和机械性能数据只在有限的合金范围内可得:在某种情况下,如特殊领域中要考虑腐蚀性能、残余应力和变形时,性能需进一步提高才可实际应用;对板材进行单道连接时,焊速不是很高:搅拌头的磨损消耗太快等。
搅拌摩擦焊搅拌摩擦焊作为一种多学科交汇的新方法,可以发展出纵缝焊接、环缝焊接、无匙孔焊接、变截面焊接、自支撑双面焊接、空间3D曲线焊接、搅拌摩擦点焊、回填式点焊、搅拌摩擦焊表面改性处理、搅拌摩擦焊超塑性材料加工等多种连接加工方法和技术。搅拌摩擦焊历经近十年的快速发展,赛福斯特公司已成功开发了60余套搅拌摩擦焊设备,将搅拌摩擦焊技术应用于我国航空、航天、船舶、列车、汽车、电子、电力等工业领域中,创造了可观的社会经济效益,为铝、镁、铜、钛、钢等金属材料提供了完美的技术解决方法,为国内外用户提供了不同类型、不同用途的搅拌摩擦焊工业产品加工,包括:航天筒体结构件、航空薄壁结构件、船舶宽幅带筋板、高速列车车体结构、大厚度雷达面板、汽车轮毂、集装箱型材壁板、各种结构散热器及热沉器等。
搅拌摩擦焊原理搅拌摩擦焊方法与常规摩擦焊一样。搅拌摩擦焊也是利用摩擦热与塑性变形热作为焊接热源。不同之处在于搅拌摩擦焊焊接过程是由一个圆柱体或其他形状(如带螺纹圆柱体)的搅拌针(welding pin)伸入工件的接缝处,通过焊头的高速旋转,使其与焊接工件材料摩擦,从而使连接部位的材料温度升高软化。同时对材料进行搅拌摩擦来完成焊接的。焊接过程如图所示。搅拌摩擦焊在焊接过程中工件要刚性固定在背垫上,焊头边高速旋转,边沿工件的接缝与工件相对移动。焊头的突出段伸进材料内部进行摩擦和搅拌,焊头的肩部与工件表面摩擦生热,并用于防止塑性状态材料的溢出,同时可以起到清除表面氧化膜的作用。
搅拌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。搅拌摩擦焊焊前、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。
搅拌摩擦焊例如: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。搅拌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
搅拌摩擦焊注意哪些事项珠海搅拌摩擦焊搅拌摩擦焊可以方便地连接同种或异种材料,包括金属、部分金属基复合材料、陶瓷及塑料。由于其生产率高、质量好获得了广泛的工程应用,但焊接的对象主要是回转形零件,虽然也有其它形式的摩擦焊技术出现,以克服被焊工件几何形状的限制或提高生产率,如相位摩擦焊、径向摩擦焊、线性摩擦焊等,但实际应用很少。珠海搅拌摩擦焊搅拌摩擦焊主要优点如下:(1)焊接接头热影响区显微组织变化小.残余应力比较低,焊接工件不易形;(2)能一次宪成较长焊缝、大截面、不同位置的焊接.接头高:(3)操作过程方便实现机械化、自动化,设备简单,能耗低,高:(4)无需添加焊丝,焊铝合金时不需焊前除氧化膜,不需要保护气体,成本低;(5)可焊热裂纹敏感的材料,适合异种材料焊接:(6)焊接过程安全、无污染、无烟尘、无辐射等。搅拌摩擦焊缺点:焊接工件需要刚性固定,反面应有底板;焊接结束搅拌探头提出工件时,焊缝端头形成一个键孔,并且难以对焊缝进行修补:工具设计、过程参数和机械性能数据只在有限的合金范围内可得:在某种情况下,如特殊领域中要考虑腐蚀性能、残余应力和变形时,性能需进一步提高才可实际应用;对板材进行单道连接时,目前焊速不是很高:搅拌头的磨损消耗太快等。