摩擦焊——封闭摩擦焊和预热摩擦焊
封闭摩擦焊主要用于高温机械强度差异大的异种金属,如铜——不锈钢、高速钢——45钢的连接。为防止高温时低强度材料的变形流失,铝合金搅拌摩擦焊,同时,为了有利于提高摩擦压力和加热功率,往往在高温强度低的材料一面附加一个模子以封闭接头金属,因而称为封闭摩擦焊。
预热摩擦焊也是针对高温机械强度差别大的异种金属的。为了增加高温---械强度高的金属的塑性变形能力,使得两种材质的变形量相等,可在摩擦加热前先对高强度的金属预热,然后采用压力大、摩擦时间短、摩擦加热功率高的强规范施焊,这种方法称为预热摩擦焊。
摩擦焊的特点
摩擦焊的优点:
1.接头高。摩擦焊属固态焊接,正常情况下,接合面不发生熔化,焊合区金属为锻造组织,不产生与熔化和凝固相关的焊接缺陷;压力与扭矩的力学冶金效应使得晶粒细化、组织致密、夹杂物弥散分布。
2.适合异种材料的连接。对于通常认为不可组合的金属材料诸如铝---钢、铝---铜、钛---铜等都可进行焊接。一般来说,凡是可以进行锻造的金属材料都可以进行摩擦焊接。
3.生产---。发动机排气门双头自动摩擦焊机的生产率可达800~1200件/h,对于外径φ127mm、内径φ95mm的石油钻杆与接头的焊接,连续驱动摩擦焊仅需十几秒,搅拌摩擦焊,如采用惯性摩擦焊,所需时间还要短。
4.尺寸精度高。用摩擦焊生产的柴油发动机预燃烧室,全长误差为±0.1mm,---机可---焊后的长度公差为±0.2mm,偏心度为0.2mm。
5.设备易于机械化、自动化,操作简单。
6.环境清洁。工作时不产生烟雾、弧光以及有害气体等。
7.节能省电。与闪光焊相比,电能节约5~10倍。
摩擦焊的缺点及局限性:
1.对非圆形截面焊接较困难,所需设备复杂;对盘状薄零件和薄壁管件,由于不易夹固,施焊也很困难。
2.焊机---投资较大,大批量生产时才能降低生产成本。
搅拌头肩部的形状和材质对搅拌摩擦焊的影响
如图1-3所示,搅拌头的肩部不是平面状,而是稍带凹面的形状,搅拌摩擦焊设备价格,凹的程度应通过实践来确定。这种肩部形状在旋转摩檫时,会促进其正下方母材表面金属的塑性流动,增强混合搅拌效果。图1-3 搅拌头的肩部形状 因为搅拌头的肩部是产热之处,可采用热传导率低的二氧化---作为肩部材料;而有的搅拌头为整体钢制。它与采用通常一体型全钢制搅拌头相比,向搅拌头传导的热减少,即减少了热损失;而且在相同条件下也不会增加fsw热影响区的宽度。在fsw高速焊时,肩部的-量增加了30-70%。只有当肩部材质为二氧化---时,向搅拌头侧的热传导会得到有效的抑制,该搅拌头才适用于高速fsw焊接。
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