什麼是攪拌摩擦焊,攪拌摩擦焊的特點

時間 2021-08-30 10:42:40

1樓:俺在西安養豬

攪拌摩擦塞焊(friction plug welding, fpw)是英國焊接研究所(the welding institute, twi)發明的一項固相焊接技術,是利用可消耗的特型塞棒將攪拌摩擦焊尾孔或缺陷進行消除的方法,塞棒在一定的壓力或拉力作用下,通過驅動裝置帶動塞棒旋轉,與塞孔(待焊孔)介面進行摩擦,形成塑化金屬,保壓一段時間,即可完成焊接,通過此項技術可以進行大深度窄間隙焊接。

攪拌摩擦焊技術擁有諸多獨特的優點,對於輕合金材料(如鋁、銅、鎂、鋅等)的連線在焊接方法、力學效能和生產效率上具有其他焊接方法不可比擬的優越性。攪拌摩擦焊是一種固相連線方法,焊縫接頭具有優良的力學效能和小的焊接變形,焊接過程中不需要新增保護氣和焊絲,沒有熔化、煙塵、飛濺及弧光,是一種環保型的新型連線技術

twi在中國地區授權的攪拌摩擦焊專利費用每年就從中國拿走上千萬美元

攪拌摩擦焊的特點

2樓:桃兒

焊接過程中也不需要其它焊接消耗材料,如焊條、焊絲、焊劑及保護氣體等。唯一消耗的是焊接攪拌頭。

同時,由於攪拌摩擦焊接時的溫度相對較低,因此焊接後結構的殘餘應力或變形也較熔化焊小得多。特別是al合金薄板熔化焊接時,結構的平面外變形是非常明顯的,無論是採用無變形焊接技術還是焊後冷、熱校形技術,都是很麻煩的,而且增加了結構的製造成本。

攪拌摩擦焊主要是用在熔化溫度較低的有色金屬,如al、cu等合金。這和攪拌頭的材料選擇及攪拌頭的工作壽命有關。當然,這也和有色金屬熔化焊接相對困難有關,迫使人們在有色金屬焊接時尋找非熔化的焊接方法。

對於延性好、容易發生塑性變形的黑色材料,經輔助加熱或利用其超塑性,也有可能實現攪拌摩擦焊,但這就要看熔化焊和攪拌摩擦焊哪個技術經濟指標更合理來決定。

攪拌摩擦焊在有色金屬的連線中已獲得成功的應用,但由於焊接方法特點的限制,僅限於結構簡單的構件,如平直的結構或圓筒形結構的焊接,而且在焊接過程中工件要有良好的支撐或村墊。原則上,攪拌摩擦焊可進行多種位置焊接,如平焊,立焊,仰焊和俯焊;可完成多種形式的焊接接頭,如對接、角接和搭接接頭,甚至厚度變化的結構和多層材料的連線,也可進行異種金屬材料的焊接。

另外,攪拌摩擦焊作為一種固相焊接方法,焊接前及焊接過程中對環境的汙染小。焊前工件無需嚴格的表面清理準備要求,焊接過程中的摩擦和攪拌可以去除焊件表面的氧化膜,焊接過程中也無煙塵和飛濺.同時噪聲低。由於攪拌摩擦焊僅僅是靠焊頭旋轉並移動,逐步實現整條焊縫的焊接,所以比熔化焊甚至常規摩擦焊更節省能源。

由於攪拌摩擦焊過程中熱輸入相對於熔焊過程較小,接頭部位不存在金屬的熔化,是一種固態焊接過程,在合金中保持母材的冶金效能,可以焊接金屬基複合材料、快速凝固材料等採用熔焊會有不良反應的材料。其主要優點如下:

(1)焊接接頭熱影響區顯微組織變化小.殘餘應力比較低,焊接工件不易變形;

(2)能一次完成較長焊縫、大截面、不同位置的焊接.接頭高:

(3)操作過程方便實現機械化、自動化,裝置簡單,能耗低,功效高,對作業環境要求低:

(4)無需新增焊絲,焊鋁合金時不需焊前除氧化膜,不需要保護氣體,成本低;

(5)可焊熱裂紋敏感的材料,適合異種材料焊接:

(6)焊接過程安全、無汙染、無煙塵、無輻射等。

攪拌摩擦焊也存在一定的缺點:焊接工件必須剛性固定,反面應有底板;焊接結束攪拌探頭提出工件時,焊縫端頭形成一個鍵孔,並且難以對焊縫進行修補:工具設計、過程引數和機械效能資料只在有限的合金範圍內可得:

在某種情況下,如特殊領域中要考慮腐蝕效能、殘餘應力和變形時,效能需進一步提高才可實際應用;對板材進行單道連線時,焊速不是很高:攪拌頭的磨損消耗太快等。

攪拌摩擦焊的原理

3樓:駒智

攪拌摩擦焊方法與常規摩擦焊一樣。攪拌摩擦焊也是利用摩擦熱與塑性變形熱作為焊接熱源。不同之處在於攪拌摩擦焊焊接過程是由一個圓柱體或其他形狀(如帶螺紋圓柱體)的攪拌針(welding pin)伸入工件的接縫處,通過焊頭的高速旋轉,使其與焊接工件材料摩擦,從而使連線部位的材料溫度升高軟化。

同時對材料進行攪拌摩擦來完成焊接的。焊接過程如圖所示。在焊接過程中工件要剛性固定在背墊上,焊頭邊高速旋轉,邊沿工件的接縫與工件相對移動。

焊頭的突出段伸進材料內部進行摩擦和攪拌,焊頭的肩部與工件表面摩擦生熱,並用於防止塑性狀態材料的溢位,同時可以起到清除表面氧化膜的作用。

在焊接過程中,攪拌針在旋轉的同時伸入工件的接縫中,旋轉攪拌頭(主要是軸肩)與工件之間的摩擦熱,使焊頭前面的材料發生強烈塑性變形,然後隨著焊頭的移動,高度塑性變形的材料逐漸沉積在攪拌頭的背後,從而形成攪拌摩擦焊焊縫。攪拌摩擦焊對裝置的要求並不高,最基本的要求是焊頭的旋轉運動和工件的相對運動,即使一臺銑床也可簡單地達到小型平板對接焊的要求。但焊接裝置及夾具的剛性是極端重要的。

攪拌頭一般採用工具鋼製成,焊頭的長度一般比要求焊接的深度稍短。應該指出,攪拌摩擦焊縫結束時在終端留下個匙孔。通常這個匙孔可以切除掉,也可以用其它焊接方法封焊住。

針對匙孔問題,已有伸縮式攪拌頭研發成功,焊後不會留下焊接匙孔。

關於在攪拌摩擦過程中介面原子的運動仍處於研究階段。

誰知道,攪拌摩擦焊的優點

4樓:匿名使用者

攪拌摩擦焊的優點只有在焊接輕合金材料時才會體現出來,比如鋁合金、鎂合金等材料,焊接強度高,變形小,無飛濺,綠色環保。

5樓:匿名使用者

最重要優點,固相連線,焊縫金屬不熔化,屬於熱塑性狀態,通過擠壓擴散實現冶金連線;焊縫組織細小,無缺陷。

6樓:

中航深圳鑫錦潤的最優

7樓:獅子

(1)焊接接頭熱影響區顯微組織變化小.殘餘應力比較低,焊接工件不易形;

(2)能一次憲成較長焊縫、大截面、不同位置的焊接.接頭高:

(3)操作過程方便實現機械化、自動化,裝置簡單,能耗低,功效高:

(4)無需新增焊絲,焊鋁合金時不需焊前除氧化膜,不需要保護氣體,成本低;

(5)可焊熱裂紋敏感的材料,適合異種材料焊接:

(6)焊接過程安全、無汙染、無煙塵、無輻射等。

介紹一下攪拌摩擦焊的詳細過程,求大神解答

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