特种焊接技术 教学课件 作者 王洪光 主编02一章课件教案-.doc

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1、教师课时计划（首页）序号专业及班级授课类型2授课日期讲课课题第一章摩擦焊第一节概述教学目的1、掌握摩擦焊的基本原理2、了解摩擦焊的应用3、了解摩擦焊的分类重点与难点1、摩擦焊的基本原理2、摩擦焊的类型时间(分)内容及教授方法教具一．摩擦焊原理二、摩擦焊的特点三、摩擦焊的分类课后记录检查意见签字教师课时计划（付页）第一章摩擦焊第一节概述摩擦焊是在轴向压力与扭矩作用下，利用焊接接触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，使被焊接面的金属达到热塑化状态，通过两侧材料间的相互扩散和动态再结晶实现连接的一种焊接方法。一、摩擦焊

2、原理对于给定的材料，在足够的摩擦压力和相对运动速度条件下，伴随着摩擦过程的进行，被焊材质温度不断上升，工件亦产生一定的变形量，在适当的时刻，停止工件间相对运动，同时施加较大的顶锻力并维持一定的时间，即可实现材质间的摩擦连接。二、摩擦焊特点1、摩擦焊优点1）接头质量高2）适于各类同种或异种材质的连接3）生产效率高4）焊接尺寸精度高、成本低与电弧焊相比，成本可降低30％左右。5）设备易于机械化、自动化、操作简单6）节能、环保摩擦焊设备多数采用三相交流电，其耗电量仅为闪光焊机的8％～10％，电能节约5～10倍以上，功率消耗仅为传统焊接工

3、艺的20％。教师课时计划（首页）另外，摩擦焊不需要填充金属和保护气体（钛合金除外），因此焊接时不产生烟雾、弧光及其他有害气体，对人体伤害小，无环境污染。2、摩擦焊的缺点与局限性1）旋转摩擦焊仅适合焊接高强度回转体构件，搅拌摩擦焊仅适合轻合金（铝、镁合金等）材料的对接和搭接，对于高强度材料如：钢钛合金以及粉末冶金材料焊接较困难。2）对于盘状薄零件、薄管件和筒形件，不易装夹，较难施焊，此外，摩擦焊设备相对较为复杂，焊机的一次性投资较大，只有大批量生产时才能降低成本。三、摩擦焊的分类（如图1-3所示）。1、连续驱动摩擦焊连续驱动摩擦焊按

4、其操作方法不同又可分为多种形式。l）普通型（如图1-6a）：一个焊件旋转而另一焊件保持不转动，是最常见的一种。2）两焊件异向旋转型（如图1-6b）：两焊件都旋转，但方向相反，此法是为了提高工件摩擦焊接的相对转速，适用于焊接小直径焊件，这种小直径焊件焊接需要很高的相对转速。3）中间件旋转型（如图1-6c）：在两个不旋转的焊件之间，镶入一个焊接时可旋转的中间短件。此法很适用于焊接两根很长的焊件或焊件的形状难于或不可能旋转的场合。教师课时计划（付页）4）焊件在中间件两头同向旋转型（如图1-6d）：两旋转的焊件顶向中间静止的焊件上，中间件

5、可能是长焊件或不能旋转的焊件。连续驱动摩擦焊与其他旋转摩擦焊相比较具有如下的优点：1）焊接实心工件时所需要的焊接力较小，可以在相同的顶锻压力的设备上焊接尺寸更大的零件。2）焊接实心工件时可以采用较低的转速。3）如果在焊接循环结束时使用制动器（刹车装置），则可以减小焊接转矩，从而降低对夹具的要求。4）焊接长度控制和角度控制精确，能够实现定位（相位）焊接。5）焊接不同零件时无需更换飞轮等。2、惯性摩擦焊惯性摩擦焊是摩擦焊工艺中较典型的一种，其焊接时所需要的能源主要由焊机飞轮储存的旋转动能提供，惯性摩擦焊过程如图1-7所示，由飞轮加速储

6、能、工件摩擦生热、顶锻停止等程序组成。惯性摩擦焊优点（与其他摩擦焊方法比较）：1）惯性摩擦焊接头热影响区较窄。2）焊接时间相对较短。3）在惯性摩擦焊的焊接循环结束时，焊缝承受的巨大扭转力矩使焊缝产生的螺旋形变和热扩散作用有助于提高焊缝强度（如图1-8所示为典型的惯性摩擦焊接头中存在的螺旋形变流线）。教师课时计划（付页）4）惯性摩擦焊只有两个控制参数：焊接能量（飞轮转速）和焊接压力，而且飞轮转速可以在发出焊接开始信号前加以监控，因此在实际焊接过程中实际上只需要监控一个参数，容易实现精确控制。5）对于大多数焊接材料及几何形状来说，参数

7、可以预先计算，而且这种焊接工艺参数可以进行数学比例放大（即：利用小样件来研制大型结构件）。6）惯性摩擦焊不需要离合器和制动器，可以制造出超大型惯性摩擦焊设备7）由于焊接能量几乎全部消耗在焊缝界面上，所以可以通过测量主轴转速的变化率来间接测量出摩擦焊接转矩。3、混合型旋转摩擦焊4、相位摩擦焊实际应用的主要有三种类型：机械同步相位摩擦焊、插销配合相位摩擦焊和同步驱动摩擦焊。1）机械同步相位摩擦焊2）插销配合相位摩擦焊3）同步驱动相位摩擦焊5、径向摩擦焊6、摩擦堆焊7、线性摩擦焊8、轨道摩擦焊9、搅拌摩擦焊10、嵌入摩擦焊11、第三体摩

8、擦焊教师课时计划（付页）12、其他摩擦焊方法1）封闭摩擦焊2）预热摩擦焊3）低温摩擦焊4）钎层摩擦焊5）气体保护摩擦焊6）超塑性摩擦焊课堂小节作业