使用摩擦焊搅拌工具焊接的焊缝表面无飞边,无明显鱼鳞纹,表面光滑成型美观;焊接接头无明显减薄量,降低表面应力集中系数,提高焊接接头的疲劳性能;通过更换不同的外轴肩可实现呈现不同角度接头的焊接。适用于颗粒增强金属基复合材料的搅拌摩擦焊接。焊接工具的轴肩和搅拌针采用髙强耐磨金属陶瓷材料,而夹持端采用合金工具钢,焊接工具由两种材料通过真空钎焊连接构成。焊接工具用髙强耐磨金属陶瓷材料是以陶瓷颗粒为增强相,以耐热金属合金为粘结相,通过粉末冶金真空烧结方法制备。与传统钢质焊接工具相比,在搅拌摩擦焊接颗粒增强金属基复合材料时,其耐磨性和使用寿命可提高很多,且不会引入杂质污染焊缝,可获得高的焊缝强度系数和高的焊缝表面质量。在摩擦焊搅拌工具中,带螺纹的搅拌探头直径减小了60%。珠海新能源搅拌工具生产商
摩擦焊搅拌工具用于焊接结构,该工具包括肩部,以及从肩部延伸出来的探头。探头具有至少三个围绕探头的纵向轴线等角度设置的分区,各分区包括至少三个围绕探头的轴线设置的接连设置的平面。这些平面设置成平面的法向轴线沿着朝向探头轴线的方向会聚,从而导致各分区都具有大体凸出的形状。该探头包括设置在每对相邻的大体凸出形状的非螺纹分区之间的螺纹部分。摩擦焊搅拌工具由三部分构成:一,夹持体,用于与设备机头和搅拌工具轴肩连接;二,轴肩,与夹持体连接并压紧搅拌针,提供锻压和拘束材料作用;三,搅拌针,用于对焊缝材料的搅拌转移和提供部分热输入。珠海新能源搅拌工具生产商摩擦焊过程完全由焊接设备控制,人为因素影响很小。
在摩擦焊搅拌工具中,对于可焊热裂纹敏感的材料,适合异种材料焊接;焊接过程安全、无污染、无烟尘、无辐射等。焊接过程中也不需要其它焊接消耗材料,如焊条、焊丝、焊剂及保护气体等。主要消耗的是焊接搅拌头。同时,由于搅拌摩擦焊接时的温度相对较低,因此焊接后结构的残余应力或变形也较熔化焊小得多。特别是Al合金薄板熔化焊接时,结构的平面外变形是非常明显的,无论是采用无变形焊接技术还是焊后冷、热校形技术,都是很麻烦的,而且增加了结构的制造成本。原则上,搅拌摩擦焊可进行多种位置焊接,如平焊,立焊,仰焊和俯焊;可完成多种形式的焊接接头,如对接、角接和搭接接头,甚至厚度变化的结构和多层材料的连接,也可进行异种金属材料的焊接。
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。摩擦焊搅拌工具能够对材料进行很好的热塑性下锻压力。
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。珠海新能源搅拌工具生产商
摩擦焊是一种清洁的生产工艺。珠海新能源搅拌工具生产商
在使用摩擦焊搅拌工具时,首先要将被焊材料固定于工作台上,被焊材料的焊接处形成焊道;搅拌头置于被焊材料的焊接面上方,此时,搅拌头的轴线方向与被焊材料的法线方向重合;搅拌头旋转并下降到位,搅拌头上的搅拌针处于焊道中,对焊道周围的被焊材料进行旋转摩擦加热,使焊道周围的被焊材料受热形成塑性软化,并沿着焊道方向移动,这个过程中,搅拌头轴肩上的锻压凸台一直与被焊材料的焊接表面保持接触进行锻压;在搅拌头移动到焊道末端时,搅拌针开始离开焊道向上回抽,搅拌头继续旋转并沿着焊接方向前进,锻压凸台与被焊材料的焊接面保持接触;在搅拌针回抽过程中,搅拌针缓慢脱离焊道,直至搅拌针完全拔出,完成焊接过程。珠海新能源搅拌工具生产商