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              學到了!除了激光焊,還有這種焊接方式!

              發布時間:2023-12-05  來源:山東產研強遠激光科技有限公司

              知道這是什么焊接工藝方式嗎?

              這不是我們經常介紹的激光焊接哦~

              它是!

              今天讓我們一起來認識一下!


              發展歷史

              攪拌摩擦焊技術是英國焊接研究所(The Welding Institute,簡稱 TWI)于1991年發明的,并于次年在英國申請了發明專利,同時陸續在世界各國申請了專利保護。得到專利保護并公開以來,攪拌摩擦焊技術首先并主要在鋁合金、鎂合金等輕金屬結構領域得到越來越廣泛的應用,同時在高熔點材料領域也獲得了一定發展。

              攪拌摩擦焊除了具有普通摩擦焊技術的優點外,還可以進行多種接頭形式和不同焊接位置的連接。挪威已建立了世界上第一個攪拌摩擦焊商業設備,可焊接厚3—15mm、尺寸6×16的鋁船板;1998年美國波音公司的空間和防御實驗室引進了攪拌摩擦焊技術,用于焊接某些火箭部件;麥道公司也把這種技術用于制造Delta運載火箭的推進劑貯箱。


              原理


              攪拌摩擦焊方法與常規摩擦焊一樣。攪拌摩擦焊也是利用摩擦熱與塑性變形熱作為焊接熱源。不同之處在于攪拌摩擦焊焊接過程是由一個圓柱體或其他形狀(如帶螺紋圓柱體)的攪拌針伸入工件的接縫處,通過焊頭的高速旋轉,使其與焊接工件材料摩擦,從而使連接部位的材料溫度升高軟化。同時對材料進行攪拌摩擦來完成焊接的。焊接過程如圖《攪拌摩擦焊示意圖》所示。在焊接過程中工件要剛性固定在背墊上,焊頭邊高速旋轉,邊沿工件的接縫與工件相對移動。焊頭的突出段伸進材料內部進行摩擦和攪拌,焊頭的肩部與工件表面摩擦生熱,并用于防止塑性狀態材料的溢出,同時可以起到清除表面氧化膜的作用。


              在焊接過程中,攪拌針在旋轉的同時伸入工件的接縫中,旋轉攪拌頭(主要是軸肩)與工件之間的摩擦熱,使焊頭前面的材料發生強烈塑性變形,然后隨著焊頭的移動,高度塑性變形的材料逐漸沉積在攪拌頭的背后,從而形成攪拌摩擦焊焊縫。攪拌摩擦焊對設備的要求并不高,最基本的要求是焊頭的旋轉運動和工件的相對運動,即使一臺銑床也可簡單地達到小型平板對接焊的要求。但焊接設備及夾具的剛性是極端重要的。攪拌頭一般采用工具鋼制成,焊頭的長度一般比要求焊接的深度稍短。應該指出,攪拌摩擦焊縫結束時在終端留下個匙孔。通常這個匙孔可以切除掉,也可以用其它焊接方法封焊住。針對匙孔問題,已有伸縮式攪拌頭研發成功,焊后不會留下焊接匙孔。


              應用

              焊接過程中也不需要其它焊接消耗材料,如焊條、焊絲、焊劑及保護氣體等。唯一消耗的是焊接攪拌頭。

              攪拌摩擦焊在有色金屬的連接中已獲得成功的應用,但由于焊接方法特點的限制,僅限于結構簡單的構件,如平直的結構或圓筒形結構的焊接,而且在焊接過程中工件要有良好的支撐或襯墊。原則上,攪拌摩擦焊可進行多種位置焊接,如平焊,立焊,仰焊和俯焊;可完成多種形式的焊接接頭,如對接、角接和搭接接頭,甚至厚度變化的結構和多層材料的連接,也可進行異種金屬材料的焊接。


              另外,攪拌摩擦焊作為一種固相焊接方法,焊接前及焊接過程中對環境的污染小。焊前工件無需嚴格的表面清理準備要求,焊接過程中的摩擦和攪拌可以去除焊件表面的氧化膜,焊接過程中也無煙塵和飛濺.同時噪聲低。由于攪拌摩擦焊僅僅是靠焊頭旋轉并移動,逐步實現整條焊縫的焊接,所以比熔化焊甚至常規摩擦焊更節省能源。

              由于攪拌摩擦焊過程中熱輸入相對于熔焊過程較小,接頭部位不存在金屬的熔化,是一種固態焊接過程,在合金中保持母材的冶金性能,可以焊接金屬基復合材料、快速凝固材料等采用熔焊會有不良反應的材料。

              主要應用行業有航空航天、國防工業、船舶制造、鐵路公路、汽車制造及電子行業。

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