焊接時(shí),圓環(huán)在徑向力及扭矩作用下高速旋轉(zhuǎn),摩擦界面上產(chǎn)生的摩擦熱把接頭區(qū)域加熱到焊接溫度。在徑向力與高溫作用下,利用圓環(huán)將兩側(cè)管子焊接在一起。適用于長(zhǎng)管的現(xiàn)場(chǎng)焊接,可用于陸地和海上管道鋪設(shè)、水下修復(fù)和連接。攪拌摩擦焊:采用特型攪拌頭在待焊工件間旋轉(zhuǎn)、摩擦生熱,并擠壓以形成焊縫。采用攪拌摩擦焊取代傳統(tǒng)的氬弧焊,能完成材料的對(duì)接、搭接、鋁鋰合金的焊接,很大提高了焊接接頭的力學(xué)性能,并且排除了熔焊缺陷產(chǎn)生的可能性。摩擦焊通常由如下四個(gè)步驟構(gòu)成:機(jī)械能轉(zhuǎn)化為熱能;材料塑性變形;熱塑性下的鍛壓力;分子間擴(kuò)散再結(jié)晶。無(wú)錫鋁合金摩擦焊攪拌工具供貨商
摩擦焊焊接工藝特點(diǎn):焊接施工時(shí)間短,生產(chǎn)效率高。例如發(fā)動(dòng)機(jī)排氣門(mén)雙頭自動(dòng)摩擦焊機(jī)的生產(chǎn)率可達(dá)800~1200件/h。對(duì)于外Φ127mm、內(nèi)徑Φ95mm的石油鉆桿與接頭的焊接,連續(xù)驅(qū)動(dòng)摩擦焊需要十幾秒鐘。因焊接熱循環(huán)引起的焊接變形小,焊后尺寸精度高,不用焊后校形和消除應(yīng)力。用摩擦焊生產(chǎn)的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)燃燒室,全長(zhǎng)誤差為±0.1mm;專(zhuān)屬焊機(jī)可保證焊后的長(zhǎng)度公差為±0.2mm,偏心度為0.2mm。機(jī)械化、自動(dòng)化程度高,焊接質(zhì)量穩(wěn)定。當(dāng)給定焊接條件后,操作簡(jiǎn)單,不需要特殊的焊接技術(shù)人員。新能源汽車(chē)攪拌頭非標(biāo)定制摩擦焊攪拌工具在焊接過(guò)程中不需要其它焊接消耗材料,如焊條、焊絲、焊劑及保護(hù)氣體等。
使用摩擦焊攪拌工具的過(guò)程中,不同形狀的攪拌針對(duì)能否獲得良好的焊縫質(zhì)量至關(guān)重要。攪拌針底部直徑過(guò)小時(shí),如果焊接工藝不當(dāng),靠近攪拌針底部因?yàn)閿嚢栳樦睆竭^(guò)細(xì)經(jīng)常會(huì)發(fā)生剪切斷裂;攪拌針底部直徑過(guò)大或者旋轉(zhuǎn)頻率過(guò)低時(shí),焊縫區(qū)域材料流動(dòng)不充分,所受阻力過(guò)大,攪拌針會(huì)被從靠近軸肩的地方剪斷。利用帶有特殊形狀的硬質(zhì)攪拌針的攪拌頭高速旋轉(zhuǎn)緩慢插入被焊工件,直到軸肩和母材表面接觸,此時(shí)攪拌頭與母材發(fā)生劇烈摩擦,通過(guò)攪拌摩擦過(guò)程中產(chǎn)生的摩擦熱和對(duì)攪拌頭周?chē)饘俚臄D壓,使接頭金屬處于塑性狀態(tài),攪拌針在旋轉(zhuǎn)的同時(shí)沿著焊接方向向前移動(dòng),在熱-機(jī)聯(lián)合作用下形成致密的金屬間結(jié)合,實(shí)現(xiàn)材料的連接。
在攪拌摩擦焊過(guò)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(huì)影響焊接的然后效果外,摩擦焊攪拌工具材料也會(huì)對(duì)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(qiáng)度,還決定了可用攪拌摩擦焊焊接何種材料。對(duì)于高熔點(diǎn)、髙強(qiáng)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(dá)0.8Tm(如鈦合金的FSW溫度接近1334℃)[2,6]。在焊接鋼等髙強(qiáng)度合金時(shí),摩擦焊攪拌工具在1000℃時(shí)的強(qiáng)度至少大于400MPa才不至于失效。普通的鋼在500~600℃會(huì)發(fā)生軟化,在高溫下不具備一定的剛度和強(qiáng)度,顯然不適用于高溫材料的焊接。摩擦焊攪拌工具可以對(duì)焊縫金屬材料施加焊接鍛壓力。
在使用摩擦焊攪拌工具時(shí),待接部位的材料必須達(dá)到塑化狀態(tài),且在摩擦力(剪力)作用下產(chǎn)生塑性變形。待焊區(qū)全過(guò)程必須受到壓力,前期用于生熱,后期使材料塑性流變以利于連接區(qū)的金屬擴(kuò)散和再結(jié)晶。工件主要是棒料,其接頭只限于端面對(duì)接。通過(guò)兩工件待接面之間相對(duì)旋轉(zhuǎn)的摩擦運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生焊接所需的熱。利用工件接觸面摩擦產(chǎn)生的熱量為熱源,使工件在壓力作用下產(chǎn)生塑性變形而進(jìn)行焊接。在壓力作用下,是在恒定或遞增壓力以及扭矩的作用下,利用焊接接觸端面之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)在摩擦面及其附近區(qū)域產(chǎn)生摩擦熱和塑形變形熱,使及其附近區(qū)域溫度上升到接近但一般低于熔點(diǎn)的溫度區(qū)間,材料的變形抗力降低、塑性提高、界面的氧化膜破碎。摩擦焊可分為連續(xù)驅(qū)動(dòng)摩擦焊和慣性摩擦焊兩種。東莞汽車(chē)摩擦焊攪拌頭
摩擦焊還具有易于操作、對(duì)焊接面要求不高等優(yōu)點(diǎn)。無(wú)錫鋁合金摩擦焊攪拌工具供貨商
在摩擦焊攪拌工具中,焊頭的突出段伸進(jìn)材料內(nèi)部進(jìn)行摩擦和攪拌,焊頭的肩部與工件表面摩擦生熱,并用于防止塑性狀態(tài)材料的溢出,同時(shí)可以起到清理表面氧化膜的作用。在焊接過(guò)程中,攪拌針在旋轉(zhuǎn)的同時(shí)伸入工件的接縫中,旋轉(zhuǎn)攪拌頭(主要是軸肩)與工件之間的摩擦熱,使焊頭前面的材料發(fā)生強(qiáng)烈塑性變形,然后隨著焊頭的移動(dòng),高度塑性變形的材料逐漸沉積在攪拌頭的背后,從而形成攪拌摩擦焊焊縫。攪拌摩擦焊對(duì)設(shè)備的要求并不高,基本的要求是焊頭的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng),即使一臺(tái)銑床也可簡(jiǎn)單地達(dá)到小型平板對(duì)接焊的要求。但焊接設(shè)備及夾具的剛性是極端重要的。無(wú)錫鋁合金摩擦焊攪拌工具供貨商