摩擦塞焊

摩擦焊接目录1定义2分类3工作原理4优点目录1定义2分类3工作原理4优点收起定义摩擦焊接是在轴向压力与扭矩作用下,利用焊接接触端面之间的相对运动及塑性流动所产生的摩擦热及塑性变形热使接触面及其近区达到粘塑性状态并产生适当的宏观塑性变形,然后迅速顶锻而完成焊接的一种压焊方法。摩擦焊接不仅可用于塑料制品焊接，还可以用于钢－钢，钢－铝，铜－铝等不同表面的焊接，而这些是普通焊接很难做到的。摩擦焊接速度很快，每个工件只需要几秒，而普通焊接需要数倍的时间。而且摩擦焊接不产生电焊烟尘和锰、镍等对人体有害的职业病危害因素。摩擦焊接的强度也很大，有时甚至比材料本身的强度还要大，也就是当外力用力拉扯时，首先断裂的是没有焊接的材料本身而不是焊接点。摩擦焊接的起源可追溯到公元1891年，当时美国批准了这种焊接方法的第一个专利。该专利是利用摩擦热来连接钢缆。随后德国、英国、前苏联、日本等国家先后开展了摩擦焊接的生产与应用。我国早在1957年就通过封闭加压原理实验成功了铝－铜摩擦焊。经过50多年的发展，摩擦焊接以其优质、精密、高校、节能的特色，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都得到了广泛的应用。分类摩擦焊的方法很多，在实际生产中，连续驱动摩擦焊、相位控制摩擦焊、惯性摩擦焊和搅拌摩擦焊应用的比较普遍。通常所说的摩擦焊主要是指连续驱动摩擦焊、相位控制摩擦焊、惯性摩擦焊和轨道摩擦焊，统称为传统摩擦焊，它们的共同特点是靠两个待焊件之间的相对摩擦运动产生热能。而搅拌摩擦焊、嵌入摩擦焊、第三体摩擦焊和摩擦堆焊，是靠搅拌头与待焊件之间的相对摩擦运动产生热量而实现焊接。工作原理摩擦焊接是一种锻造焊接过程。在压力作用下，两个管件表面之间发生摩擦，摩擦力产生热量形成焊缝。两个表面之间的相对运动或摩擦要持续进行，直到产生足够的热量为止。之后，停止摩擦，两部分便在足够的作用力下锻接在一起，形成焊缝。在大多数应用场合下，都是对管件圆周或圆柱状零部件进行焊接，相对运动容易产生摩擦。有两种不同的摩擦焊接方式，其不同点是将能量传入该系统的途径不同：有连续驱动方式，或利用储存的惯性能量进行方式。传统的摩擦焊方法的不足之处是，对不能旋转的零部件不能够实施焊接。管体可能有18m那么长，为了使摩擦焊接法能够用于管道焊接，开发出一种新的改型。这种新的改型与传统的摩擦焊接方法的主要区别是：在刚性圆环形成过程中，采用不同的填充材料。焊接圆环被放置在两根管子之间，在轴向压力下旋转焊接圆环，即可产生所需要的摩擦力和与之相关的热量。当两部分组件相互接触时，在旋转的焊接圆环与两根管子之间的摩擦便可使接触区的温度升高，直至达到相互锻接的温度为止。在此瞬间，焊接环的旋转很快停止，轴向压力随之升高到最终的锻接压力。锻接压力可借助爆炸力（液动或气动）来施加。利用工件端面相互摩擦产生的热量使之达到塑性状态，然后顶锻完成焊接的方法。车削工件时切屑往往牢牢地黏在刀头上，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。摩擦焊可分为连续驱动摩擦焊和惯性摩擦焊两种。1）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。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。2）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。摩擦焊适合於焊接杆件和管件，工艺简单、质量好，劳动条件好，生产率高，耗电量少，易於机械化和自动化。摩擦焊在工厂生产线上广泛用於发动机燃烧室、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。摩擦焊也常用於异种金属焊接，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2的管件。摩擦焊接过程包括四个阶段1、将焊接工件近焊接环；2、使焊接工件与填充环接触，并使焊接环开始旋转；3、轴向压力开始上升，从而使温度升高，直至达到锻造温度；4、焊接环停止旋转并施以最后的锻造力。第二个阶段为干摩擦阶段，此时使焊接组件在最初的低压下开始接触，以清理端面，使之达到预热程度，并在第三个阶段开始之前减小摩擦系数。本阶段需要持续一段时间。因为此时摩擦系数颇大，故需颇大的功率来旋转焊接圆环。第三阶段压力开始升高，焊接组件之间的摩擦加大。施焊材料变得脆弱并呈现-流淌-状态，即形成-烧化-的现象。材料的-熔化-使污物从焊缝界面上清除掉。，当预先设置的短管到达限定的位置时，本阶段的工作结束，旋转应尽可能快的停止。第四个阶段即最后一个阶段，压力会上升到足以使焊接组件达到能锻接在一起的程度。由于没有热输入，该阶段可对接合件进行附加的机械加工，以促进显微组织的进一步精细化。可借助液压缸或气动锤冲击管端的方式施加锻造压力。本阶段一旦结束，焊接过程便宣告完成，便可将焊接工件立即拆卸。优点摩擦焊接是一种全自动焊接过程。一旦确定了正确的焊接参数，技工即可操纵焊机工作。其优点可概括如下：1、快速、灵活；2、焊接过程稳定并且可复验；3、焊接质量优异，不必依赖熟练焊工；4、可将准备工作量降到最低；5、无需焊剂或保护气体；6、对环境有利，不会产生焊接烟气或其它气体。