压焊方法及设备第十章ppt课件.ppt

《压焊方法及设备第十章ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第十章摩擦焊定义：摩擦焊是利用焊件相对摩擦运动产生的热量来实现材料可靠连接的一种压力焊方法。其焊接过程是在压力的作用下，相对运动的待焊材料之间产生摩擦，使界面及其附近温度升高并达到热塑性状态，随着顶锻力的作用界面氧化膜破碎。材料发生塑性变形与流动，通过界面元素扩散及再结晶冶金反应而形成接头。10.1摩擦焊原理及分类10.1.1摩擦焊的分类10.1.2摩擦焊原理1、连续驱动摩擦焊连续驱动摩擦焊原理是在摩擦压力的作用下被焊界面相互接触，通过相对运动进行摩擦，使机械能转变为热能，利用摩擦热去除界面的氧化物，在顶锻力的作

2、用下形成可靠接头。2、惯性摩擦焊工件的旋转端被夹持在飞轮里，焊接过程开始时，首先将飞轮和工件的旋转端加速到一定的转速，然后飞轮与主电机脱开，同时，工件的移动端向前移动，工件接触后开始摩擦加热。3、相位摩擦焊相位摩擦焊主要用于相对位置有要求的工件，如六方钢、八方钢、汽车操纵杆等，要求工件焊后棱边对齐、方向对正或相位满足要求。在实际应用中，主要有机械同步相位摩擦焊，插销配合摩擦焊和同步驱动摩擦焊。4、径向摩擦焊将待焊的管子开坡口，管内套有芯棒。焊接时，圆环旋转并向两个管子施加径向摩擦压力p，当摩擦加热过程结束时，圆环

3、停止旋转，并向圆环施加顶锻压力。整个焊接过程，被焊的管子本身不发生转动，整个过程需要10s。5、摩擦堆焊堆焊时，堆焊金属圆棒1以高速n1旋转，堆焊件(母材)也同时以转速n2旋转，在压力P的作用下圆棒与母材摩擦生热。由于待堆焊的母材体积大，导热性好，冷却速度快，使堆焊金属过渡到母材上，当母材相对于堆焊金属圆棒转动或移动时形成堆焊焊缝。6、线性摩擦焊待焊的两个工件一个固定，另一个以一定的速度作往复运动，或两个工件作相对往复活动，在压力P的作用下两工件的界面摩擦产生热量，从而实现焊接。该方法的主要优点是不臂工件是否对称

4、，均可以进行焊接。7、搅拌摩擦焊搅拌摩擦焊的工作原理是将一个耐高强硬质材料制成的一定形状的搅拌针旋转深入到两被焊材料连接的边缘处，搅拌头高速旋转，在两焊件连接边缘产生大量的摩擦热，从而在连接处产生金属塑性软化区。该塑性软化区在搅拌头的作用下受到搅拌、挤压，并随着搅拌头的旋转沿焊缝向后流动，形成塑性金属流，并在搅拌头离开后的冷却过程中，受到挤压而形成固相焊接接头。10.2连续驱动摩擦焊10.2.1连续驱动摩擦焊基本原理连续驱动摩擦焊接时，通常将待焊工件两端分别固定在旋转夹具和移动夹具内，工件被夹紧后，位于滑台上的移

5、动夹具随滑台一起向旋转端移动，移动至一定距离后，旋转端工件开始旋转，工件接触后开始摩擦加热。旋转停止，顶锻开始，通常施加较大的顶锻力并维持一段时间，然后，旋转夹具松开，滑台后移，当滑台退到原位置时，移动夹具松开，取出工件。1、焊接过程（1）初始摩擦阶段（t1）a～b：摩擦开始时，由于工件待焊接表面不平，，以及存在氧化膜、铁锈、油脂、灰尘和吸附气体等，使得摩擦系数很大。随着摩擦压力的逐渐增大，摩擦加热功率也慢慢增加，最后摩擦焊接表面温度将到达200～300℃1、焊接过程（2）不稳定摩擦阶段（t2）b～c～d：由于摩

6、擦压力较初始摩擦阶段增大，相对摩擦破坏了焊接金属表面，使纯净的金属直接接触。随着摩擦焊接表面的温度升高。金属的强度有所降低，而塑性和韧性却有很大的提高，增大了摩擦焊接表面的实际接触面积。1、焊接过程（3）稳定摩擦阶段（t3）d～e：在稳定摩擦阶段中，工件摩擦表面的温度继续升高，并达到l300℃左右。这时金属的粘结现象减少，分子作用现象增强。稳定摩擦阶段的金属强度板低，塑性很大。摩擦系数很小，摩擦加热功率也基本上稳定在一个很低的数值。此外，其它连接参数的变化也趋于稳定。1、焊接过程（4）停车阶段（t4）e（f）～g

7、：顶锻开始后，随着轴向压力的增大，转速降低，摩擦扭矩增大，并再次出现峰值，此值称为后峰值扭矩。同时，在顶锻力的作用下，接头中的高温金属被大量挤出，工件的变形量也增大。1、焊接过程（5）纯顶锻阶段（t5）g～h：在这个阶段中，应施加足够大的顶锻压力，精确控制顶锻变形量和顶锻速度，以保证获得优异的焊接质量。1、焊接过程（6）顶锻维持阶段（t6）h～i：在顶锻维持阶段，顶锻时间、顶锻压力和顶锻速度应相互配合。以获得合适的摩擦变形量△If和顶锻变形量△Iu。2、摩擦焊接产热摩擦焊接过程中，两工件摩擦表面的金属质点，在摩擦

8、压力和摩擦扭矩的作用下，沿工件径向与切向力的合成方向作相对高速摩擦运动，在界面形成了塑性变形层。该变形层是把摩擦的机械功转变成热能的发热层。它的温度高、能量集中，具有很高的加热效率。10.2.2摩擦焊工艺特点1、工艺特点（优点）：1)焊接施工时间短，生产效率高。2)因焊接热循环引起的焊接变形小，焊后尺寸精度高，不用焊后校形和消除应力。3)机械化、自动化程度高，焊接质量稳定