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搅拌摩擦焊_武汉三虹重工科技有限公司_铜不锈钢搅拌摩擦焊

武汉三虹重工科技有限公司
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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,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锆作为肩部材料;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,肩部的发热量增加了30-70%。只有当肩部材质为二氧化锆时,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。


搅拌摩擦焊的特点   

 搅拌摩擦焊由于它是一种固相连接,所以与其他焊接方法相比具有很多的优越性。

1.搅拌摩擦焊的优点

(1)搅拌摩擦焊是一种高效、节能的连接方法  对于厚度为12.5mm的6XXX系列的铝合金材料的搅拌摩擦焊,可单道焊双面成型,总功率输入约为3kw;焊接过程不需要填充焊丝和惰性气体保护;焊前不需要开坡口和对材料表面作特殊的处理。

(2)焊接过程中母材不熔化 有利于实现全位置焊接以及高速连接。

(3)适用于热敏感性很强及不同制造状态材料的焊接     熔焊不能连接的热敏感性强的硬铝、超硬铝等材料可以用搅拌摩擦焊得到可靠连接;可以提高热处理铝合金的接头强度;焊接时不产生气孔、裂纹等缺陷;可以防止铝基复合材料的合金和强化相的析出或溶解;可以实现铸造/锻压以及铸造/轧制等不同状态材料的焊接。

(4)接头无变形或变形很小  由于焊接变形很小,可以实现精密铝合金零部件的焊接。

(5)焊缝组织晶粒细化接头力学性能优良  焊接时焊缝金属产生塑性流动,接头不会产生柱状晶等组织,而且可以使晶粒细化,焊接接头的力学性能优良,特别是抗损伤性能。

(6)易于实现机械化、自动化  可以实现焊接过程的精密控制,以及焊接规范参数的数字化输入、控制和纪录。

(7)搅拌摩擦焊是一种安全的焊接方法  与熔焊方法相比, 搅拌摩擦焊过程没有飞溅、烟尘、以及弧光的红外线或紫外线等有害辐射对人体的危害等。


摩擦焊原理

在压力作用下,被焊界面通过相对运动进行摩擦时,机械能转变为热能,所产生的摩擦加热功率与摩擦因数,摩擦压力,摩擦相对运动速度几个因数成正比关系;

对于给定的材料,在足够的摩擦压力和足够的运动速度条件下,被焊材质温度不断上升,伴随着摩擦过程的进行,工件亦产生一定的变形量,在适当的时刻,停止工作间的相对运动,同时施加较大的顶锻力并维持一定的时间(称为维持时间),即可实现材质间的固相连接。连接驱动摩擦焊过程可分为6个阶段:

1.初始摩擦阶段

2.不稳定摩擦阶段

3.稳定摩擦阶段

4.停车阶段

5.纯顶锻阶段

6.顶锻维持阶段


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