压焊方法及设备 第十章摩擦焊.ppt

第10章摩擦焊;;摩擦焊的分类;摩擦焊原理;图１０-２连续驱动摩擦焊

原理示意图

压力使待焊材料紧密接触

对运动产生摩擦热净化界面

顶锻力的作用下形成接头;图１０-３惯性摩擦焊原理示意图

;3.相位摩擦焊;图１０-４机械同步相位摩擦焊示意图;图１０-５插销配合摩擦焊示意图;图１０-６径向摩擦焊示意图

1—旋转圆环2—待焊管子ｎ—圆环速度

—轴向顶锻压力ｐ—径向压力;图１０-７摩擦堆焊示意图

1—堆焊金属圆棒2—堆焊件

3—堆焊焊缝;图１０-８线性摩擦焊示意图;图１０-９搅拌摩擦焊原理示意图;１０.2.1连续驱动摩擦焊根本原理;1.焊接过程;(６)顶锻维持阶段(ｔ６)该阶段从顶锻压力的最高点ｈ开始，到接头温度冷却到低于规定值为止。;图１０-１０摩擦焊接过程示意图

ｎ—工作转速—摩擦压力—顶锻压力Δ—摩擦变形量

Δ—顶锻变形量Ｐ—摩擦加热功率—摩擦加热功率峰值

ｔ—时间—摩擦时间—实际摩擦加热时间

—实际顶锻时间;2.摩擦焊接产热;图１０-１１摩擦加热

功率分布图;摩擦焊焊接工艺;1.工艺特点;2.接头形式设计;８)对于棒—棒和棒—板接头，当中心部位材料被挤出形成飞边时要消耗更多的能量，而焊缝中心部位对扭矩和弯曲应力的承担又很少，所以，如果工件条件允许，可将一个或两个零件加工成具有中心孔洞，这样，既可用较小功率的焊机，又可提高生产率。

９)待焊外表应防止渗氮、渗碳等。

１０)设计接头形式的同时，还应注意工件的长度、直径公差、焊接端面的垂直度、不平度和外表粗糙度。;图１０-１２连续驱动摩擦焊接头的根本形式

ａ)相同直径ｂ)不同直径(有凸台)ｃ)不同直径(无凸台)

ｄ)薄板与棒(或管)ｅ)倾斜接头ｆ)带飞边槽的接头;３.摩擦焊焊接参数;(１)连续驱动摩擦焊;(２)对于惯性摩擦焊;图１０-１３转速与变形层厚度、

深塑区位置和飞边的关系

(?１９低碳钢棒，摩擦压力８６ＭＰａ)

ａ)１０００ｒ／ｍｉｎｂ)２０００ｒ／ｍｉｎ

ｃ)４０００ｒ／???ｉｎ;４.焊接参数对接头质量的影响;图１０-１４停车时间和摩擦峰值扭矩的关系;１０.２.３焊接参数检测及控制;１.焊接参数检测;2.焊接参数控制;(７)微计算机控制目前的焊接设备大多数具有计算机控制功能，可控制整个焊接过程，包括液压系统控制、摩擦开始点和焊接参数检测，焊接参数复合控制和参数记录、输出等，图１０-１５为压力和变形量复合控制流程框图。;图１０-１５压力和变形量复合控制流程框图;典型材料的摩擦焊;1.材料的摩擦焊接性;图１０-１６同种和异种材料组合的摩擦焊接性;3.典型材料的摩擦焊接;(６)树脂基管道的线性摩擦焊接近年来，随着热硬化性树脂材料的开展，树脂基管道在城市建设、石油化工等领域的应用越来越多，连接问题也比较突出。;;图１０-１８铝-铜摩擦焊接示意图

1—铜工件2—铝工件3—模子

ｎ—铜工件转速Ｆ—轴向力

ｖ—移动夹头进给速度;图１０-１９高速钢-４５号钢摩擦焊接示意图

1—高速钢2—４５号钢３—模子;10020.tif;搅拌摩擦焊接过程;1.接头形成及组织;图１０-２1搅拌摩擦焊接头

A—母材B—热影响区C—热机影响区D—焊核区;图１０-２2搅拌摩擦焊接头各区金相微观组织

ａ)焊核区ｂ)热机影响区ｃ)热影响区;2.接头力学性能;图１０-２3６０６３-Ｔ５铝合金接头的显微硬度分布;图１０-２4６０６１-Ｔ６铝合金接头的温度分布;搅拌摩擦焊工艺;1.工艺特点;(１)与传统摩擦焊及其他焊接方法相比，搅拌摩擦焊有以下优点;(２)搅拌摩擦焊本身也存在如下缺点;2.搅拌摩擦焊接头形式;3.搅拌摩擦焊参数选择;10026.tif;10027.tif;图１０-２8搅拌头转速ｎ对接头缺陷的影响(ｖ＝１６０ｍｍ／ｍｉｎ，θ＝２°)

ａ)ｎ＝５００ｒ／ｍｉｎｂ)ｎ＝８００ｒ／ｍｉｎ;图１０-２9ｎ／ｖ比值对接头

性能的影响;图１０-30搅拌头转速对接头

性能的影响;图１０-31搅拌头仰角对接头强度的影响

(ｎ＝８００ｒ／ｍｉｎ，ｖ＝１６０ｍｍ／ｍｉｎ);典型材料的搅拌摩擦焊;图１０-32铝合金熔化焊与搅拌摩擦焊焊接性比较;图１０-33铜合金搅拌摩擦焊接头微观组织

ａ)焊核区ｂ)母材区;4.钛合金的焊接;图１０-35搅拌摩擦焊接实例

ａ)铜合金管ｂ)铝合金筒体构件ｃ)板材对接ｄ)飞机舱门;;图１０-36搅拌摩擦点焊原理图

ａ)扎入ｂ)搅拌ｃ)回抽;图１０-37搅拌摩擦点焊样件

ａ)铝合金ｂ)高强钢;2.外表改性;图１０-38搅拌摩擦外表改性原理图;图１０-39搅拌摩擦制备的复合材料外表改性层组织

ａ)ＳｉＣ含量1