攪拌摩擦焊_湖北三虹重工有限公司_攪拌摩擦焊對接

攪拌摩擦焊技術(shù)（一）－攪拌摩擦焊的基本原理 近年來，為了保護(hù)環(huán)境、節(jié)約能源，人們強(qiáng)烈希望汽車、飛機(jī)、機(jī)車車輛、船舶等運(yùn)輸機(jī)械輕量化。為此，積極開發(fā)、研制適用于這些運(yùn)輸機(jī)械的輕金屬材料，例如鋁及其鋁合金。 鋁及其鋁合金材料由于重量輕、抗腐蝕、易成形等優(yōu)點(diǎn)；隨著新型硬鋁、超硬鋁等材料的出現(xiàn)，使得這類材料的性能不斷提高，因而在航空、航天、高速列車、高速艦船、汽車等工業(yè)制造領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用。除了運(yùn)輸機(jī)械外，土木建筑、橋梁等領(lǐng)域也引入了鋁及其鋁合金。這些結(jié)構(gòu)的安裝連接主要以焊接為主要連接方式。在鋁及其鋁合金的焊接中，存在的主要問題之一是由于它的膨脹系數(shù)大而在焊接時(shí)產(chǎn)生較大的變形。為了防止變形，在施工現(xiàn)場，采用胎卡具固定，和由培訓(xùn)過的熟練工人操作。因?yàn)殇X及其鋁合金容易氧化，表面存在一層致密、堅(jiān)固難熔的氧化膜，所以焊前要求對其表面進(jìn)行去膜處理；焊接時(shí)，要用氬等惰性氣體進(jìn)行保護(hù)。鋁及鋁合金焊接時(shí)，易產(chǎn)生氣孔、熱裂紋等缺陷，也是焊接時(shí)注意的問題。對于熱處理型鋁合金來說，避免在焊接時(shí)熱影響區(qū)產(chǎn)生軟化，強(qiáng)度降低的問題。為了解決鋁及鋁合金熔化焊時(shí)出現(xiàn)的以上問題，開發(fā)研制出一種新的固相焊接方法，即攪拌摩擦焊。 攪拌摩擦焊的種類 目前有兩種途徑可以模擬攪拌摩擦焊接過程中的熱的產(chǎn)生 ,即摩擦熱[1 ,2 ]和材料機(jī)械能的粘性分布[3 ] 。 摩擦熱理論認(rèn)為攪拌頭的肩部主導(dǎo)了摩擦表面熱的產(chǎn)生 ;然而 ,摩擦熱只有在攪拌摩擦焊過程中攪拌頭的下降插入階段扮演重要角色 。在攪拌摩擦焊下降階段結(jié)束時(shí) ,在旋轉(zhuǎn)攪拌頭的臨近區(qū)域內(nèi)形成了一層充分塑化金屬層 ,從此時(shí)刻起 ,熱的產(chǎn)生將決定于材料的粘性分布[4 ] 。 文中較詳細(xì)介紹了基于粘性分布理論基礎(chǔ)上的攪拌摩擦焊過程模擬得到的研究結(jié)果。 摩擦焊——相位摩擦焊 相位摩擦焊用于六方鋼、八方鋼、汽車操縱桿等相對位置有要求的工件的焊接，要求工件焊后菱邊對齊、方向?qū)φ蛳辔粷M足要求。實(shí)際應(yīng)用的主要有三種類型：機(jī)械同步相位摩擦焊、插銷配合摩擦焊和徑向摩擦焊。 1.機(jī)械同步相位摩擦焊 其主要過程為：焊接之前壓緊校正凸輪→夾緊工件→調(diào)整兩工件相位→對靜止主軸制動→松開校正凸輪→焊接開始→……→摩擦結(jié)束時(shí)，斷電并對驅(qū)動主軸制動→在主軸接近停止轉(zhuǎn)動前，松開制動器，這時(shí)主軸有局部回轉(zhuǎn)的能力→立即壓緊校正凸輪，工件間的相位得到→頂鍛。 2.插銷配合摩擦焊 插銷配合摩擦焊，其相位確定機(jī)構(gòu)由插銷、插銷孔和控制系統(tǒng)組成。插銷位于尾座主軸上，尾座主軸可自由轉(zhuǎn)動，摩擦加熱過程中，制動器將其固定。加熱過程終結(jié)時(shí)，制動主軸，當(dāng)計(jì)算機(jī)檢測到主軸進(jìn)入后一轉(zhuǎn)時(shí)，給出信號，使插銷進(jìn)入插銷孔，與此同時(shí)，松開尾座主軸制動器，使尾座主軸能與主軸一起轉(zhuǎn)動。這樣，即可相位，又可防止插銷進(jìn)入插銷孔時(shí)引起沖擊。 3.同步驅(qū)動摩擦焊 為了軸管兩端旋轉(zhuǎn)軛間的相位關(guān)系，兩主軸通過齒輪、同步桿和花鍵作同步旋轉(zhuǎn)，在整個(gè)焊接過程中兩旋轉(zhuǎn)軛的相位關(guān)系一直不變。