搅拌摩擦焊_湖北三虹重工有限公司_搅拌摩擦焊对接

搅拌摩擦焊_湖北三虹重工有限公司_搅拌摩擦焊对接

搅拌摩擦焊技术（一）－搅拌摩擦焊的基本原理 近年来，为了保护环境、节约能源，人们强烈希望汽车、飞机、机车车辆、船舶等运输机械轻量化。为此，积极开发、研制适用于这些运输机械的轻金属材料，例如铝及其铝合金。 铝及其铝合金材料由于重量轻、抗腐蚀、易成形等优点；随着新型硬铝、超硬铝等材料的出现，使得这类材料的性能不断提高，因而在航空、航天、高速列车、高速舰船、汽车等工业制造领域得到了越来越广泛的应用。除了运输机械外，土木建筑、桥梁等领域也引入了铝及其铝合金。这些结构的安装连接主要以焊接为主要连接方式。在铝及其铝合金的焊接中，存在的主要问题之一是由于它的膨胀系数大而在焊接时产生较大的变形。为了防止变形，在施工现场，采用胎卡具固定，和由培训过的熟练工人操作。因为铝及其铝合金容易氧化，表面存在一层致密、坚固难熔的氧化膜，所以焊前要求对其表面进行去膜处理；焊接时，要用氩等惰性气体进行保护。铝及铝合金焊接时，易产生气孔、热裂纹等缺陷，也是焊接时注意的问题。对于热处理型铝合金来说，避免在焊接时热影响区产生软化，强度降低的问题。为了解决铝及铝合金熔化焊时出现的以上问题，开发研制出一种新的固相焊接方法，即搅拌摩擦焊。 搅拌摩擦焊的种类 目前有两种途径可以模拟搅拌摩擦焊接过程中的热的产生 ,即摩擦热[1 ,2 ]和材料机械能的粘性分布[3 ] 。 摩擦热理论认为搅拌头的肩部主导了摩擦表面热的产生 ;然而 ,摩擦热只有在搅拌摩擦焊过程中搅拌头的下降插入阶段扮演重要角色 。在搅拌摩擦焊下降阶段结束时 ,在旋转搅拌头的临近区域内形成了一层充分塑化金属层 ,从此时刻起 ,热的产生将决定于材料的粘性分布[4 ] 。 文中较详细介绍了基于粘性分布理论基础上的搅拌摩擦焊过程模拟得到的研究结果。 摩擦焊——相位摩擦焊 相位摩擦焊用于六方钢、八方钢、汽车操纵杆等相对位置有要求的工件的焊接，要求工件焊后菱边对齐、方向对正或相位满足要求。实际应用的主要有三种类型：机械同步相位摩擦焊、插销配合摩擦焊和径向摩擦焊。 1.机械同步相位摩擦焊 其主要过程为：焊接之前压紧校正凸轮→夹紧工件→调整两工件相位→对静止主轴制动→松开校正凸轮→焊接开始→……→摩擦结束时，断电并对驱动主轴制动→在主轴接近停止转动前，松开制动器，这时主轴有局部回转的能力→立即压紧校正凸轮，工件间的相位得到→顶锻。 2.插销配合摩擦焊 插销配合摩擦焊，其相位确定机构由插销、插销孔和控制系统组成。插销位于尾座主轴上，尾座主轴可自由转动，摩擦加热过程中，制动器将其固定。加热过程终结时，制动主轴，当计算机检测到主轴进入后一转时，给出信号，使插销进入插销孔，与此同时，松开尾座主轴制动器，使尾座主轴能与主轴一起转动。这样，即可相位，又可防止插销进入插销孔时引起冲击。 3.同步驱动摩擦焊 为了轴管两端旋转轭间的相位关系，两主轴通过齿轮、同步杆和花键作同步旋转，在整个焊接过程中两旋转轭的相位关系一直不变。