搅拌摩擦焊-三虹重工-搅拌摩擦焊原理

摩擦焊的6个阶段

1.初始摩擦阶段

由于摩擦焊接表面总是凹凸不平，加之存在有氧化膜、锈、油、灰尘以及吸附的气体等，所以，显示出的摩擦因数很小，随着接触后摩擦压力的逐渐增加，摩擦加热功率也逐渐增加。

在不稳定摩擦阶段，凹凸不平互相压入的表面迅速产生塑性变形和机械挖掘现象，表面不平会引起振动，空气也可能进入摩擦表面。

2.不稳定摩擦阶段

摩擦破坏了待焊面的原始状态，未受污染的材质相接触，真实的接触面积增大，材质的塑性、韧性有较大提高、摩擦因数增大、摩擦加热功率提高、达到峰值后，又由于界面区温度的进一步升高、塑性增大和强度下降，加热功率又迅速降低。在这个阶段，摩擦变形量开始增大，并以飞边的形式出现。

在不稳定摩擦阶段，机械挖掘现象减小，振动减小，表面逐渐平整，出现高温塑性状态金属颗粒的“粘结”现象，搅拌摩擦焊加工，而粘结在一起的金属又受扭力矩而剪断，并相互过渡。接触---的塑性金属封闭了摩擦表面，使之与空气隔绝。

3.稳定摩擦阶段

在这个阶段，材料的粘结现象减少，分子作用现象增强，摩擦因数很小，摩擦加热功率稳定在较低的水平。变形层在力的作用下，不断从摩擦表面挤出，摩擦变形量不断增大，飞边也增大，与此同时，又被附近高温区的材料所补充而处于动态平衡之中。

4.停车阶段

这个阶段，伴随工件间相对运动的减慢和停止，摩擦扭矩增大，界面附近的高温材料被大量挤出，变形量亦随之增大，搅拌摩擦焊原理，具有顶锻的特点，为了得到牢固的结合，停车时间要严格控制。

5.纯顶锻阶段

是指从工件停止相对运动到顶锻力上升到顶峰值所对应的阶段。顶锻力、顶锻速度和顶锻变形量对焊接具有关键性的影响。

6.顶锻维持阶段

是指顶锻力达到较大值到压力开始撤除所对应的阶段。

从停车阶段开始到顶锻维持阶段结束，变形层和高温区的部分金属被不断的挤出，焊缝金属产生变形、扩散以及再结晶，终形成了结合牢固的接头。

摩擦焊的特点

摩擦焊的优点：

1.接头高。摩擦焊属固态焊接，正常情况下，接合面不发生熔化，焊合区金属为锻造组织，不产生与熔化和凝固相关的焊接缺陷；压力与扭矩的力学冶金效应使得晶粒细化、组织致密、夹杂物弥散分布。

2.适合异种材料的连接。对于通常认为不可组合的金属材料诸如铝---钢、铝---铜、钛---铜等都可进行焊接。一般来说，凡是可以进行锻造的金属材料都可以进行摩擦焊接。

3.生产。发动机排气门双头自动摩擦焊机的生产率可达800~1200件/h，对于外径φ127mm、内径φ95mm的石油钻杆与接头的焊接，连续驱动摩擦焊仅需十几秒，如采用惯性摩擦焊，所需时间还要短。

4.尺寸精度高。用摩擦焊生产的柴油发动机预燃烧室，全长误差为±0.1mm，---机可---焊后的长度公差为±0.2mm，偏心度为0.2mm。

5.设备易于机械化、自动化，操作简单。

6.环境清洁。工作时不产生烟雾、弧光以及有害气体等。

7.节能省电。与闪光焊相比，电能节约5~10倍。

摩擦焊的缺点及局限性：

1.对非圆形截面焊接较困难，所需设备复杂；对盘状薄零件和薄壁管件，由于不易夹固，施焊也很困难。

2.焊机---投资较大，大批量生产时才能降低生产成本。