有关汽车推力杆的相位摩擦焊接工艺研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com学兔兔www.xuetutu.com．材料．工艺．设备．后向套管工件施加轴向压力并开始摩擦加热．当达到确定单个套管、球头的摩擦变形量各为4~6mm。给定的摩擦时间或规定的摩擦变形量后．即接头达到d．焊件由热铆接结构变为焊接结构后．应验焊接温度时立即停止工件转动．同时施加更大的轴向证焊缝及推力杆结构强度。压力(顶锻力)，在保压一定时间后进行顶锻。e．设计的主要焊接工艺路线见图4。摩擦焊接机的选择主要以焊接工件所需的最大顶锻力为依据，顶锻力计算式为：2S·P／1000(1)图4工艺路线式中，F

2、为顶锻力；P为顶锻压力，为100～300N／ram；3．3推力杆试制5为有效焊接面积相位摩擦焊接的过程主要分为参数设置、工件以常用的5O系列推力杆(钢管为50mm装夹、摩擦焊接、产品检测等步骤。如图5所示。×6mm)为例选择相位摩擦焊接机，其顶锻压力取为150N／ram2．有效焊接面积为1128mm2．则其顶锻力F=2xl128x150／1000=338．4kN，根据产品的要求及设备规格．选择顶锻力为400kN的相位摩擦焊接机。3．2相位摩擦焊接推力杆结构及工艺设计根据相位摩擦焊接的工作原理及推力杆的结构检测推力焊接可靠性检

3、测(扭转试验、拉伸试验、弯(图2)、安装尺寸和性能要求进行产品工艺设计。杆中心距和曲试验、疲劳试验、焊缝断面检测、金相检相位度测、硬度检测、外观检测)球头套管球头图5摩擦焊接操作流程目前．还不能完全根据计算的方式来确定摩擦(a)0。相位角焊接的参数．主要是根据其材料和有效焊接面积初步确定其摩擦时间、摩擦压力和摩擦变形量等参数．然后通过试制样品过程中焊口飞边的形状和焊后的性能检测结果进行调整最终确定合理的工艺参数。各参数设计如下(b)90。相位角a．摩擦压力。摩擦压力直接影响摩擦扭矩、摩图20。和90。相位角推力杆擦加热功率、

4、接头温度场、塑性层厚度及摩擦变形量a．推力杆的套管材质为冷拔20钢，球头为45等。摩擦压力的选择范围很宽，不同组合可得到不钢锻件．要求套管焊接截面完全摩擦，因此，设计时同的规范．一般1级摩擦压力为1～5MPa。2级摩擦球头触头外圆直径应比套管外圆直径大O．5mm。压力为18MPa。b．为保证球头触头焊缝内翻边顺畅、圆滑过b．摩擦时间。摩擦时间影响接头的加热温度、渡且分布均匀．避免引起根部尖锐甚至形成皱折而温度场和质量。如果摩擦时间短．则界面加热不充成为断裂裂源．通过试焊确定球头触头翻边空间纵分，接头温度和温度场不能满足焊接要

5、求：如果摩擦向长度约为8mm，见图3。时间长，则消耗能量多，热影响区大，高温区金属易过热。变形大，飞边也大，消耗的材料多。焊接面积为l200mlTl2的碳钢工件的摩擦时间一般在315sc．摩擦变形量。摩擦变形量与转速、摩擦压力、摩擦时间、材质的状态和变形抗力有关。要得到稳固的焊接接头．必须保证一定的摩擦变形量．通常球头翻边区域摩擦变形量的选取范围为615mm。图3球头结构示意d．顶锻压力、顶锻变形量和顶锻时间。顶锻压c．合理的摩擦变形量可保证焊缝连接可靠．力的作用是挤出摩擦塑性变形层中的氧化物和其它界面污染清除彻底焊缝组织和

6、强度良好。经试验有害杂质，并使焊缝得到锻压，使结合稳固、晶粒细2013年第2期一57—学兔兔www.xuetutu.com学兔兔www.xuetutu.com