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。摩擦焊搅拌工具在焊前,工件无需严格的表面清理准备要求。广东轴肩搅拌工具厂家
摩擦焊搅拌工具的搅拌头主要由轴肩和搅拌针两部分组成。轴肩的作用是在焊接时尽可能的包拢塑性流动的金属,促使形成光滑平整的焊缝,提高焊接效率和精度,同时,它与被焊工件表面间相互摩擦产生的热量,是重要的焊接热源,特别是采用搅拌摩擦焊技术焊接薄板时摩擦产热是较主要的热量来源。搅拌针的主要作用是通过旋转摩擦生热提供焊接所需的热量,与此同时带动周围材料的塑性流动从而形成焊接接头;另外搅拌针提供的机械搅拌力,让焊缝区材料塑性流动更加充分,使得焊接完成后形成的焊缝组织致密。当搅拌摩擦焊方法用于铝合金焊接时,可采用工具钢、高温合金钢等作为搅拌头的制造材料。广东轴肩搅拌工具厂家摩擦焊搅拌工具的使用比熔化焊甚至常规摩擦焊更节省能源。
摩擦焊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,摩擦焊具有焊接接头质量高,能达到焊缝强度与基体材料等强度、质量稳定、一致性好,可实现异种材料焊接等。多年来,摩擦焊以其节能、无污染的技术特色,深受制造业的重视,特别是不断开发出摩擦焊的新技术,如塑性摩擦焊、线性摩擦焊、搅拌摩擦焊等,使其在航空、航天、核能、海洋开发等高技术领域及电力、机械制造、石油钻探、汽车制造等产业部门得到了愈来愈普遍的应用。
随着摩擦焊的摩擦热量向两侧工件的传导,焊接面两侧温度亦逐渐升高,在轴向压力作用下,焊合区金属发生径向塑性流动,从而形成飞边,轴向缩短量逐渐增大。随摩擦时间延长,摩擦界面温度与摩擦扭矩基本恒定,温度分布区逐渐变宽,飞边逐渐增大,此阶段称之为准稳定摩擦阶段。在此阶段,摩擦压力与转速保持恒定。当摩擦焊区的温度分布、变形达到一定程度后,开始刹车制动并使轴向力迅速升高到所设定的顶锻压力此时轴向缩短量急骤增大,并随着界面温度降低,摩擦压力增大,摩擦扭矩出现第二个峰值,即后峰值扭矩。摩擦焊搅拌工具的搅拌头主要由轴肩和搅拌针两部分组成。
摩擦焊搅拌工具可适用于大多数产品结构,满足不同材料的焊接需要,在各领域中应用。髙强度,可承受焊接过程中的持续高载荷作用。高耐磨性,可承受焊接过程中,焊具与母材间的剧烈摩擦。优异的耐高温性,在搅拌针高速旋转过程中,焊具要在高温下持续工作。易于安装,结构简单,接口可靠。能满足不同领域的焊接需求,包括铝合金、镁合金、铜合金、钛合金以及黑色金属的焊接。也包括了很多适用于对接、搭接、对搭接以及角接等不同接头形式的焊具。不同种类的摩擦焊搅拌工具采用的原料也大不相同,主要根据制造产品的性质及作用来决定的。摩擦焊搅拌工具可以使材料在压力作用下扩散连接形成固相接头。广东轴肩搅拌工具厂家
摩擦焊搅拌工具旋转速度与焊接速度的比值直接表征了焊接热输入量的大小。广东轴肩搅拌工具厂家
摩擦焊过程往往需要对焊接接头施加较大的焊接压力,难以实现手工焊接,所以摩擦焊是一种机械化、自动化、操作简单的焊接方法。摩擦焊机通用性较强,可以焊接不同几何形状、不同材料和焊接尺寸的工件。摩擦焊过程一般由机器控制,可以避免操作人员造成的人为因素缺陷,而且焊接质量不依赖于操作人员的专业技术水平。生产成本低,摩擦焊不需要填充材料和保护气体(钛合金除外),工件焊接余量小,焊前无需特殊清理,焊接接头有时不需要去飞边,与电弧焊相比,成本科降低30%左右。广东轴肩搅拌工具厂家