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搅拌摩擦焊、武汉三虹重工科技有限公司、铝板角接搅拌摩擦焊

武汉三虹重工科技有限公司
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搅拌指棒的材质及形状对搅拌摩擦焊的影响

(1)搅拌指棒的材质    由于搅拌指棒要产生并承受摩擦热,高温剪切强度是搅拌指棒根部必须考虑的一个很重要的因素。目前英国焊接研究所采用工具钢来制作搅拌指棒,例如TWI的Nicholas采用工具钢AISI-H13。日本采用了SUS440马氏体不锈钢以及工具钢SKD61作为搅拌指棒的材料。从搅拌指棒的高温强度出发,目前搅拌摩檫焊只能焊接铝、镁及其合金和铜合金等。随着搅拌指棒的材质不断开发,可以预见会有更多的材料适用于搅拌摩檫焊焊接。

(2) 搅拌指棒的形状    搅拌指棒的形状为单纯圆柱形或加工成稍带锥形的圆柱形;也有得把单纯圆柱形加工成螺纹牙型或浅牙形,而端部形状一般为半球形。TWI采用FSW焊接75m特大厚板时,采用的搅拌头表面如图2-2(a)所示,切削成螺纹牙型的螺旋沟,目的是增加对被焊金属的搅拌力。图2-2(b)所示为较为复杂形状的搅拌指棒 。


搅拌头的位置对搅拌摩擦焊的影响

   搅拌头的位置是被焊金属与搅拌头的相对位置有关的参数。为了获得没有缺陷的良好接头,被焊金属必须通过搅拌作用向板厚方向输入摩擦热。这就要求搅拌头的肩部必须完全与被焊金属表面接触,使搅拌指棒完全插入板厚的状态保持稳定。搅拌头中心线的位置正好处于接头中心线上。

工件的固定对搅拌摩擦焊的影响

   被焊工件的固定,要依据坡口加工精度、胎卡具的设计、被焊金属以及尺寸大小等综合考虑。在焊接过程中易产生横向张开,保持接头间隙不变比较困难,特别在焊接长尺寸的工件时,一定要重视胎卡具的设计。



搅拌头的前进角对搅拌摩擦焊的影响

   搅拌头的前进角是指搅拌头中心轴线与工件表面垂线之间的夹角。在一般情况下,搅拌头的前进角定为3-5o。确定前进角的目的,一般认为它可以提高搅拌头的寿命,促进摩擦引起的焊缝金属塑性流动,消除产生缺陷的倾向。    搅拌头的前进角对焊缝金属塑性流动的影响如图2-4所示。当改变搅拌头的前进角时,焊缝金属的塑性流动停滞点发生很大变化。从图中可以看出,在搅拌头的前进角为零度时,即搅拌头与工件表面垂直,焊缝金属的塑性流动停滞点处于焊根部中心,随着前进角角度的增大,搅拌力增大,塑性流动的停滞点向焊缝上方移动,这有利于消除缺陷。

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