摩擦焊搅拌工具的旋转速度、焊接速度和外加电流三组工艺参数对接头的力学性能都有影响,其中外加电流的影响较大,接着依次为摩擦焊搅拌工具旋转速度和焊接速度;对实验数据的方差分析结果表明,在明显性水平为0.2的条件下,外加电流和摩擦焊搅拌工具旋转速度对焊接结果的影响明显,而焊接速度的影响相对较小;优化后的载流搅拌摩擦焊工艺参数为旋转速度1400r/分钟,焊接速度72毫米/分钟,外加电流30A。在优化工艺参数组合下,焊缝的抗拉强度达到母材的82.6%,延伸率达到5.36%。基于Archard磨损理论,通过数值模拟方法分析载流搅拌摩擦焊接ZK60镁合金过程中外加电流对摩擦焊搅拌工具磨损的影响。摩擦焊适于和其他先进的金属加工方法一起用于自动生产线。东莞焊刀摩擦焊搅拌头定制
在摩擦焊搅拌工具中,焊头的突出段伸进材料内部进行摩擦和搅拌,焊头的肩部与工件表面摩擦生热,并用于防止塑性状态材料的溢出,同时可以起到清理表面氧化膜的作用。在焊接过程中,搅拌针在旋转的同时伸入工件的接缝中,旋转搅拌头(主要是轴肩)与工件之间的摩擦热,使焊头前面的材料发生强烈塑性变形,然后随着焊头的移动,高度塑性变形的材料逐渐沉积在搅拌头的背后,从而形成搅拌摩擦焊焊缝。搅拌摩擦焊对设备的要求并不高,基本的要求是焊头的旋转运动和工件的相对运动,即使一台铣床也可简单地达到小型平板对接焊的要求。但焊接设备及夹具的刚性是极端重要的。无锡新能源汽车摩擦焊搅拌工具价格在使用摩擦焊搅拌工具时,被焊材料待接面上必须发生相对的摩擦运动。
摩擦焊搅拌工具在顶锻过程中及顶锻后保压过程中,焊合区金属通过相互扩散与再结晶,使两侧金属牢固焊接在一起,从而完成整个焊接过程。在整个焊接过程中,摩擦界面温度一般不会超过熔点,故摩擦焊是固态焊接。利用焊件表面相互摩擦所产生的热,使端面达到热塑性状态,然后迅速顶锻,完成焊接。搅拌摩擦焊多用于平板对接结构。目前,对于0.8~75毫米厚的铝合金都可以采用搅拌摩擦焊接。但实际工程应用中大多数工程焊接结构是采用型材或板材以角接方式构成的,由于搅拌摩擦焊主要是由轴肩与被焊接面摩擦产生热量,因此搅拌摩擦焊在角接结构中的应用受限制,甚至根本就不能直接进行角接结构的搅拌摩擦焊接。
摩擦焊搅拌工具在顶锻压力的作用下,伴随材料产生塑性变形及流动,通过界面的分子扩散和再结晶而实现焊接的固态焊接。能够很好的帮助机械能转化为热能;材料塑性变形;热塑性下的锻压力;分子间扩散再结晶。摩擦焊搅拌工具相较传统熔焊较大的不同点在于整个焊接过程中,待焊金属获得能量升高达到的温度并没有达到其熔点,即金属是在热塑性状态下实现的类锻态固相连接。相对传统熔焊,使用摩擦焊搅拌工具能达到焊缝强度与基体材料等强度,焊接效率高、质量稳定、一致性好,可实现异种材料焊接等。使用摩擦焊搅拌工具在焊接时搅拌头与焊件间的搅拌和摩擦作用可有效去除焊件表层的氧化膜。
随着外加电流从30A增加到150A,摩擦焊搅拌工具的较大磨损深度均呈现出逐渐减小趋势:其中具有柱状搅拌针的摩擦焊搅拌工具(1#、2#)在5组外加电流作用下的较大磨损深度均比锥形摩擦焊搅拌工具大(3#、4#、5#),较大磨损深度的减小速率经历了较快到平缓的变化过程:4#和5#摩擦焊搅拌工具的内凹轴肩外面表面与塑性材料接触充分,因此在该区域形成了环形磨损区。载流搅拌摩擦焊接通过复合外加电流内生电阻热以提高焊缝温度、降低塑性材料的热变形流变应力、增强材料流动性、降低摩擦焊搅拌工具与焊接材料间的相对滑动速度,从而减小摩擦焊搅拌工具在焊接过程中的机械载荷和磨损。摩擦焊强度高,可承受焊接过程中的持续高载荷作用。东莞新能源汽车搅拌头
摩擦焊搅拌工具的材料通常都采用硬度远远高于被焊材料的材料制成。东莞焊刀摩擦焊搅拌头定制
要在1000℃甚至1200℃以上保证摩擦焊搅拌工具连续工作数小时而不失效,这就需要摩擦焊搅拌工具具有足够的高温性能。因此,用作摩擦焊搅拌工具的理想材料需在高温下具备以下性能:耐高温、耐磨损,髙强度,尺寸稳定性和蠕变抗力好;高的断裂韧性,低的韧脆转变温度,以抵抗疲劳和断裂;与母材之间尽量低的摩擦系数,以获得平滑的焊接表面;有足够的热疲劳强度来承受不断重复的加热和冷却循环;具有一定的化学惰性,与母材不发生化学反应;加工性能良好;造价合适,经济实用。工具钢、模具钢因为其价格低廉,获取方便,且加工容易,性能适中,是焊接镁、铝、铅等低熔点金属较常用的的摩擦焊搅拌工具材料。虽然其在高温下易软化的性质并不适用于髙强度材料的焊接,但是在镁、铝与钢、钛的异种材料搅拌摩擦焊上有大量应用。东莞焊刀摩擦焊搅拌头定制