攪拌摩擦焊(Friction Stir Welding,簡稱FSW)是英國焊接研究所(The Welding Institute)**焊接技術(shù)于1991年發(fā)明。除了普通摩擦焊接技術(shù)的優(yōu)點外,攪拌摩擦焊還可以連接各種接頭形式和不同的焊接位置。挪威已經(jīng)建立了世界上**個可焊接厚度為3-15的攪拌摩擦焊商業(yè)設(shè)備mm、尺寸6×16的Al船板;1998年,波音的空間和防御實驗室引進了一些火箭部件的混合摩擦焊接技術(shù);麥道也用這種技術(shù)來制造Delta推進劑儲罐運載火箭。
本期小編將帶您了解攪拌摩擦焊的方法、工藝和特點。
攪拌摩擦焊原理
攪拌摩擦焊接方法與傳統(tǒng)的摩擦焊接相同。攪拌摩擦焊也使用摩擦熱和塑性變形熱作為焊接熱源。不同之處在于,攪拌摩擦焊接過程是一個圓柱體或其他形狀(如螺紋圓柱體)的攪拌針(welding pin)延伸到工件的接縫處,通過焊頭的高速旋轉(zhuǎn)與焊接工件的材料摩擦,從而提高連接部件的材料溫度并軟化。同時,攪拌和摩擦材料以完成焊接。在焊接過程中,工件應(yīng)剛性固定在背墊上,焊頭邊緣高速旋轉(zhuǎn),邊緣工件的接縫與工件相對移動。焊頭的**部分延伸到材料內(nèi)部進行摩擦和攪拌。焊頭肩部與工件表面摩擦熱,防止塑料材料溢出,去除表面氧化膜。
在焊接過程中,攪拌針同時進入工件接縫,旋轉(zhuǎn)攪拌頭(主要是軸肩)與工件之間的摩擦熱,使焊頭前的材料強塑性變形,然后隨著焊頭的移動,高塑性變形材料逐漸沉積在攪拌頭后面,形成攪拌摩擦焊縫。
攪拌摩擦焊對設(shè)備的要求不高。較基本的要求是焊頭的旋轉(zhuǎn)運動和工件的相對運動。即使是銑床也能簡單地滿足小平板對接焊的要求。然而,焊接設(shè)備和夾具的剛度較其重要。攪拌頭一般由工具鋼制成,焊頭長度一般略短于要求的焊接深度。應(yīng)指出,攪拌摩擦焊縫結(jié)束時在終端留下勺孔。通常,勺孔可以切除或用其他焊接方法密封。針對勺孔問題,伸縮式攪拌頭研發(fā)成功,焊接后不會留下勺孔。
攪拌摩擦焊的特點
攪拌摩擦焊的優(yōu)點:
與傳統(tǒng)的焊接工藝相比,混合摩擦焊具有**、無氣泡、無飛濺、無焊絲、無保護氣體、焊縫顆粒小、殘余應(yīng)力小、變形小等優(yōu)點,可焊接高強度鋁合金、鎂合金等熔化焊接有色金屬,非常適合航空高強度鋁合金和鋁鋰合金材料的焊接維修。
攪拌摩擦焊的缺點:
攪拌摩擦焊也有一定的缺點:焊接工件必須剛性固定,底板應(yīng)在反面,焊接探頭形成鍵孔,難以修復(fù):工具設(shè)計、工藝參數(shù)和機械性能數(shù)據(jù)僅在有限的合金范圍內(nèi):在某些情況下,如腐蝕性能、殘余應(yīng)力和變形等特殊領(lǐng)域,性能需要進一步提高才能實際應(yīng)用。單道連接板時,焊接速度不是很高,攪拌頭磨損消耗太快。
詞條
詞條說明
摩擦焊共用銑床的主要分類按布局和適用范圍分類1.銑床:是的,水平和垂直的,主要用于加工小零件,應(yīng)用范圍廣。摩擦焊機在旋轉(zhuǎn)中產(chǎn)生熱能,再加以適當(dāng)壓力,完成焊接的設(shè)備。按能量輸入方法不同,摩擦焊機分連續(xù)驅(qū)動式和慣性式兩種。前者由夾具、傳動機構(gòu)、加壓機構(gòu)、制動裝置和控制裝置組成;后者則由夾具、傳動機構(gòu)、飛輪、加壓機構(gòu)和控制裝置組成。慣性摩擦焊通過在待焊材料之間摩擦,產(chǎn)生熱量,在**鍛力的作用下材料發(fā)生塑性
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01 激光焊接激光焊接:激光輻射加熱待加工表面,表面熱通過熱傳導(dǎo)向內(nèi)擴散,通過控制激光脈沖的寬度、能量、峰值功率和重復(fù)頻率,熔化工件,形成特定的熔池?!附蛹c焊固定▲連續(xù)激光焊接激光焊接可以采用連續(xù)或脈沖激光束加以實現(xiàn),激光焊接的原理可分為熱傳導(dǎo)型焊接和激光深熔焊接。功率密度小于10~10 W/cm為熱傳導(dǎo)焊,焊接速度慢,功率密度大于10~10 W/cm當(dāng)金屬表面受熱時,它會凹陷"孔穴",形成深
摩擦焊具有以下優(yōu)點:(1)焊接質(zhì)量穩(wěn)定,焊件尺寸精度高,接頭廢品率**電阻對焊和閃光對焊。(2)焊接生產(chǎn)率高,比閃光對焊高5~6倍。(3)適于焊接異種金屬,如碳素鋼、低合金鋼與不銹鋼、高速鋼之間的連接,銅-不銹鋼、銅-鋁、鋁-鋼、鋼-鋯等之間連接。(4)加工費用低,省電,焊件*特殊清理。(5)易實現(xiàn)機械化和自動化,操作簡單,焊接工作場地?zé)o火花,弧光及有害氣體。缺點:靠工件旋轉(zhuǎn)實現(xiàn),焊接非圓截面較
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