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焊接過程中,攪拌針高速旋轉(zhuǎn)并在壓力作用下插入材料內(nèi)部進行攪拌摩擦生熱,同時焊頭的肩部與工件表面摩擦生熱,焊頭邊高速旋轉(zhuǎn)邊沿工件的接縫方向與工件發(fā)生相對移動,于是焊頭前面的材料發(fā)生強烈塑性變形,隨著焊頭沿著焊縫走向移動,高度塑性變形的材料不斷被攪拌針攪拌到背后,在主軸離開后,熱塑性狀態(tài)的材料冷卻固化,從而形成一條攪拌摩擦焊的焊縫。
攪拌摩擦焊的技術原理并不復雜,需要控制的參數(shù)也不多,不過這并不代表攪拌摩擦焊設備沒有技術難度,實際上,焊接設備及夾具的剛性對攪拌摩擦焊是重要的,對大型工件的焊接而言尤甚。
摩擦焊技術焊接質(zhì)量穩(wěn)定、焊件尺寸精度高、焊接生產(chǎn)率高、適于焊接異種金屬、易實現(xiàn)機械化和自動化,而攪拌摩擦焊具備常規(guī)摩擦焊的全部優(yōu)點,并且適用面更廣,可以進行多種接頭形式和不同焊接位置的連接。
攪拌摩擦焊基本上可以焊接所有傳統(tǒng)的熔焊能夠焊接的金屬,并且對于許多熔化焊接性能差的金屬,例如:鋁合金、鈦合金、銅合金等,也能實現(xiàn)高質(zhì)量的焊接,工業(yè)應用前景和發(fā)展?jié)摿V泛。
熔焊
1、氣焊:
其他氣體火焰加熱母材和填充金屬,達到焊接目的?;鹧鏈囟葹?000℃左右。適用于較薄工件,小口徑管道、有色金屬鑄鐵、釬焊。
2、手工電弧焊:
利用電弧作為熱源熔化焊條與母材形成焊縫的手工操作焊接方法,電弧溫度在6000-8000℃左右。適用于黑色金屬及某些有色金屬焊接,應用范圍廣,尤其適用于短焊縫,不規(guī)則焊縫。
3、埋弧焊:
(分自動、半制動)電弧在焊劑區(qū)下燃燒,利用顆粒狀焊劑,作為金屬熔池的覆蓋層,將空氣隔絕使其不得進入熔池。焊絲由送絲機構(gòu)連續(xù)送入電弧區(qū),電弧的焊接方向、移動速度用手工或機械完成。
適用于中厚板材料的碳鋼、低合金鋼、不銹鋼、銅等直焊縫及規(guī)則焊縫的焊接。
4氣電焊:
(氣體保護焊)利用保護氣體來保護焊接區(qū)的電弧焊。保護氣體作為金屬熔池的保護層把空氣隔絕。采用的氣體有惰性氣體、還原性氣體、氧化性氣體適用于碳鋼、合金鋼、銅、鋁等有色金屬及其合金的焊接。氧化性氣體適用于碳鋼及合金鋼的合金
5、離子弧焊:
利用氣體在電弧中電離后,再經(jīng)過熱收縮效應、機械收縮效應、磁收縮效應而產(chǎn)生的一種超高溫熱源進行焊接,溫度可達20000℃左右。
熔焊:
是焊接過程中,將焊件接頭加熱至熔化狀態(tài),不加壓完成焊接的方法。在加熱的條件下增強了金屬的原子動能,促進原子間的相互擴散,當被焊金屬加熱至溶化狀態(tài)形成液體熔池時,原子之間可以充分擴散和緊密接觸,因此冷卻凝固后,即形成牢固的焊接接頭(可用冰作比喻)。常見的有氣焊、電弧焊、電渣焊、氣體保護焊等都屬于熔焊的方法。
壓焊:
是焊接過程中必須對焊件施加壓力(加熱或不加熱),以完成的焊接方法。這類焊接有兩種形式,一是將被焊金屬接觸部分加熱至塑性狀態(tài)或局部熔化狀態(tài),然后施加一定的壓力,以使金屬原子間相互結(jié)合形成牢固的焊接接頭,如鍛焊、接觸焊、摩擦焊和氣壓焊等就是這種壓焊方法。二是不進行加熱,僅在被焊金屬的接觸面上施加足夠的壓力,借助于壓力所引起的塑性變形,以使原子間相互接近而獲得牢固的接頭,這種方法有冷壓焊、等(主要用于復合鋼板)。
釬焊:
是采用比母材熔點低的金屬材料,將焊件和釬料加熱到高于釬料熔點,低于母材熔點的溫度,利用液態(tài)釬料潤濕母材,填充接頭之間間隙并與母材相互擴散實現(xiàn)聯(lián)接焊件的方法。常見的釬焊方法有烙鐵焊、火焰釬焊。