摩擦焊接原理及优缺点
一,简介:摩擦焊接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;
1,摩擦焊接的工作原理:摩擦焊接过程中,工件在压力的作用下发生机械接触,同时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(原子扩散加剧,表面氧化层和污染物被挤出),进而发生迁移形成连接。
2,摩擦焊相较传统熔焊最大的不同点在于整个焊接过程中,待焊金属获得能量升高达到的温度并没有达到其熔点,即金属是在热塑性状态下实现的类锻态固相连接;
3,相对传统熔焊,摩擦焊具有焊接接头质量高,能达到焊缝强度与基体材料等强度,焊接效率高、质量稳定、一致性好,可实现异种材料焊接等;
4,摩擦焊接的新技术,如超塑性摩擦焊接、线性摩擦焊接、搅拌摩擦焊接等,使其在航空、航天、核能、海洋开发等高技术领域及电力、机械制造、石油钻探、汽车制造等产业部门得到了愈来愈广泛的应用;
5,摩擦焊工艺方法已由传统的几种形式发展到二十多种,极大地扩展了摩擦焊接的应用领域。被焊零件的形状由典型的圆截面扩展到非圆截面(线性摩擦焊)和板材(搅拌摩擦焊),
所焊材料由传统的金属材料拓宽到粉未合金、复合材料、功能材料、难熔材料,以及陶瓷—金属等新型材料及异种材料领域
二,摩擦焊接的优点:
1,焊接质量稳定,焊件尺寸精度高,接头废品率低于电阻对焊和闪光对焊。
2,焊接生产率高,比闪光对焊高5到6倍。
3,适于焊接异种金属,如碳素钢、低合金钢与不锈钢、高速钢之间的连接,铜不锈钢、铜铝、铝钢、钢锆等之间连接。
4,加工费用低,省电,焊件无需特殊清理。
5,易实现机械化和自动化,操作简单,焊接工作场地无火花,弧光及有害气体。
三,摩擦焊接的缺点:
靠工件旋转实现,焊接非圆截面较困难。盘状工件及薄壁管件,由于不易夹持也很难焊接。受焊机主轴电机功率的限制,
目前摩擦焊可焊接的最大截面为20000平方毫米。摩擦焊机一次性投资费用大,适于大批量生产。
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