铝合金水冷板加工摩擦焊接以其优质、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)航空航天工业铝合金水冷板加工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。
铝合金水冷板加工在压力作用下,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铝合金水冷板加工搅拌摩擦焊机械零件的金属表面由于而粘结、焊合的现象是很普遍的。在金属的切削加工和机器的高速转动过程中,常常发现两个金属零件表面,由于摩擦生热而焊接在一起的情况。
铝合金水冷板加工搅拌头的成功设计是把搅拌摩擦焊应用在更大范围的材料和焊接更宽的厚度范围的关键。下面主要讨论一下搅拌头的发展现状.一般说来,搅拌头包括两部分:搅拌探头和轴肩,而搅拌头的材料通常都采用硬度远远高于被焊材料的材料制成,这样能够在焊接过程中将搅拌头的磨损减至最小。在初期,搅拌头形状的合理设计是获得良好机械性能焊缝的关键。关于搅拌头的发展主要集中在两个方面:一个是带螺纹的搅拌头,一个是带三个沟槽的搅拌头。本质上,这两种搅拌探头都设计成锥体,大大减少了相同半径圆柱体搅拌探头的材料卷出量,一般说来,带三沟槽的搅拌探头减小了70%,而带螺纹的搅拌探头减小了60%。铝合金水冷板加工如果使用一个确定的较小直径的搅拌探头,锥形搅拌探头比圆柱形搅拌探头更容易进入焊件而通过塑性材料,并且减小了搅拌头的应力集中和断裂可能性。
铝合金水冷板加工摩擦焊的发展历程 利用摩擦热焊接起源于一百多年前,此后经半个多世纪的研究发展,摩擦焊技术才逐渐成熟起来,并进入推广应用阶段。自从上世纪五十年代摩擦焊真正焊出合格焊接接头以来,就以其优质、高效、低耗环保的突出优点受到所有工业强国的重视。我国的摩擦焊研究始于1957年,发源地是哈尔滨焊接研究所,是世界上最早开展摩擦焊研究的几个国家之一,取得了很多引人注目的成果。铝合金水冷板加工摩擦焊的历程 摩擦焊技术的主要优点: (1)、接头质量好且稳定 (2)、效率高 (3)、节能、节材、低耗 (4)、焊接性好 (5)、环保 由于以上这些优点,摩擦焊技术被誉为未来的绿色焊接技术摩擦焊技术在国内的发展及应用状况经过几十年的发展,摩擦焊技术在国内目前已经具备了包括工艺、设备、控制、检验等整套完备的专业技术规模,并且在基础理论研究上也形成了一定的独立体系。