摩擦塞焊.doc

摩擦焊接
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1定义
2分类
3工作原理
4优点
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定义
摩擦焊接是在轴向压力与扭矩作用下,利用焊接接触端面之间的相对运动及塑性流动所产生的摩擦热及塑性变形热使接触面及其近区达到粘塑性状态并产生适当的宏观塑性变形,然后迅速顶锻而完成焊接的一种压焊方法。
摩擦焊接不仅可用于塑料制品焊接,还可以用于钢-钢,钢-铝,铜-铝等不同表面的焊接,而这些是普通焊接很难做到的。摩擦焊接速度很快,每个工件只需要几秒,而普通焊接需要数倍的时间。而且摩擦焊接不产生电焊烟尘和锰、镍等对人体有害的职业病危害因素。摩擦焊接的强度也很大,有时甚至比材料本身的强度还要大,也就是当外力用力拉扯时,首先断裂的是没有焊接的材料本身而不是焊接点。
    摩擦焊接的起源可追溯到公元1891年,当时美国批准了这种焊接方法的第一个专利。该专利是利用摩擦热来连接钢缆。随后德国、英国、前苏联、日本等国家先后开展了摩擦焊接的生产与应用。我国早在1957年就通过封闭加压原理实验成功了铝-铜摩擦焊。经过50多年的发展,摩擦焊接以其优质、精密、高校、节能的特色,在航空、航天、核能、海洋开发等高技术领域及电力、机械制造、石油钻探、汽车制造等产业部门都得到了广泛的应用。 
分类
摩擦焊的方法很多,在实际生产中,连续驱动摩擦焊、相位控制摩擦焊、惯性摩擦焊和搅拌摩擦焊应用的比较普遍。
通常所说的摩擦焊主要是指连续驱动摩擦焊、相位控制摩擦焊、惯性摩擦焊和轨道摩擦焊,统称为传统摩擦焊,它们的共同特点是靠两个待焊件之间的相对摩擦运动产生热能。而搅拌摩擦焊、嵌入摩擦焊、第三体摩擦焊和摩擦堆焊,是靠搅拌头与待焊件之间的相对摩擦运动产生热量而实现焊接。
工作原理
   
摩擦焊接是一种锻造焊接过程。在压力作用下,两个管件表面之间发生摩擦,摩擦力产生热量形成焊缝。两个表面之间的相对运动或摩擦要持续进行,直到产生足够的热量为止。之后,停止摩擦,两部分便在足够的作用力下锻接在一起,形成焊缝。在大多数应用场合下,都是对管件圆周或圆柱状零部件进行焊接,相对运动容易产生摩擦。有两种不同的摩擦焊接方式,其不同点是将能量传入该系统的途径不同:有连续驱动方式,或利用储存的惯性能量进行方式。
    传统的摩擦焊方法的不足之处是,对不能旋转的零部件不能够实施焊接。管体可能有18m那么长,为了使摩擦焊接法能够用于管道焊接,开发出一种新的改型。这种新的改型与传统的摩擦焊接方法的主要区别是:在刚性圆环形成过程中,采用不同的填充材料。焊接圆环被放置在两根管子之间,在轴向压力下旋转焊接圆环,即可产生所需要的摩擦力和与之相关的热量。当两部分组件相互接触时,在旋转的焊接圆环与两根管子之间的摩擦便可使接触区的温度升高,直至达到相互锻接的温度为止。在此瞬间,焊接环的旋转很快停止,轴向压力随之升高到最终的锻接压力。锻接压力可借助爆炸力(液动或气动)来施加。
 利用工件端面相互摩擦产生的热量使之达到塑性状态,然后顶锻完成焊接的方法。车削工件时切屑往往牢牢地黏在刀头上,轴与轴瓦之间润滑不良时也会产生局部焊合,摩擦焊就是从这些现象出发而发明的。摩擦焊可分为连续驱动摩擦焊和惯性摩擦焊两种。 
1)连续驱动摩擦焊:由电动机带动一个工件旋转,同时把另一工件压向旋转工件,使其接