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摩擦焊接在航空航天工業(yè)與汽車工業(yè)中的應(yīng)用,摩擦焊接以其、、節(jié)能、無污染的技術(shù)特色,摩擦焊機(jī)廠家在航空、航天、核能、汽車、電力、海洋開發(fā)、機(jī)械制造等新技術(shù)和傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)部門得到了愈來愈廣泛的應(yīng)用。
(1)航空航天工業(yè)
隨著現(xiàn)代航空發(fā)動機(jī)的不斷更新,其主要性能指標(biāo)推重比亦不斷提高。同時對發(fā)動機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計、材料及制造工藝均提出了更高的要求。從70年代起,以美國GE公司為代表,在航空發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)子部件(盤 盤、盤 軸)制造中,成功地采用了慣性摩擦焊接技術(shù)。美國T e x t r o n L y c o m i n g公司生產(chǎn)的新型大功率T 55渦輪噴氣發(fā)動機(jī)的前盤與前軸、后軸的連接都是采用盤 軸一體的摩擦焊接結(jié)構(gòu)。P&W公司將摩擦焊接列為80年代發(fā)動機(jī)制造中的五項(xiàng)重大焊接技術(shù)之一;德國M T U公司正在開展高壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子等大型部件的摩擦焊接技術(shù)研究;法國海豚發(fā)動機(jī)也將摩擦焊接推廣應(yīng)用于減速器錐形齒輪的焊接,等等。國外一些先進(jìn)的航空發(fā)動機(jī)制造公司已將摩擦焊接作為焊接高推重比航空發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)子部件的主導(dǎo)的、典型的和標(biāo)準(zhǔn)的工藝方法。摩擦焊接在航空航天工業(yè)與汽車工業(yè)中的應(yīng)用,摩擦焊接以其優(yōu)質(zhì)、高效、節(jié)能、無污染的技術(shù)特色,摩擦焊機(jī)廠家在航空、航天、核能、汽車、電力、海洋開發(fā)、機(jī)械制造等新技術(shù)和傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)部門得到了愈來愈廣泛的應(yīng)用。普遍認(rèn)為摩擦焊是可靠、再現(xiàn)性好和可信賴的焊接技術(shù)。
在飛機(jī)制造中,摩擦焊接也展現(xiàn)了新的應(yīng)用前景。AI SI 4340超高強(qiáng)度鋼因其具有高的缺口敏感性和焊接脆化傾向,當(dāng)用來制造飛機(jī)起落架時,國外規(guī)定不允許采用熔化焊接方法施焊,已成功地進(jìn)行了4340管與4030鍛件起落架、拉桿的摩擦焊接。
某航天飛機(jī)三部發(fā)動機(jī)上1800個高溫合金噴射器柱全部是由摩擦焊接方法焊接到發(fā)動機(jī)上的。
(2)汽車工業(yè)
國外在汽車零配件規(guī)模化生產(chǎn)中,摩擦焊接技術(shù)占有較重要的地位。據(jù)不完全統(tǒng)計,美國、德國、日本等工業(yè)發(fā)達(dá)國家的一些汽車制造公司,已有百余種汽車零配件采用了摩擦焊接技術(shù)。
摩擦焊機(jī)廠家?guī)懔私饽Σ梁傅膶?shí)質(zhì),摩擦焊機(jī),攪拌摩擦焊機(jī)在壓力作用下,是在恒定或遞增壓力以及扭矩的作用下,利用焊接接觸端面之間的相對運(yùn)動在摩擦面及其附近區(qū)域產(chǎn)生摩擦熱和塑形變形熱,使及其附近區(qū)域溫度上升到接近但一般低于熔點(diǎn)的溫度區(qū)間,材料的變形抗力降低、塑性提高、界面的氧化膜破碎,在頂鍛壓力的作用下,伴隨材料產(chǎn)生塑性變形及流動,通過界面的分子擴(kuò)散和再結(jié)晶而實(shí)現(xiàn)焊接的固態(tài)焊接。臥式加工中心規(guī)定的指令代碼及程序格式編寫成加工程序單,再把這程序單中的內(nèi)容記錄在控制介質(zhì)上,然后輸入到數(shù)控機(jī)床的數(shù)控設(shè)備中,從而指揮機(jī)床加工零件。
機(jī)械零件的金屬表面由于而粘結(jié)、焊合的現(xiàn)象是很普遍的。在金屬的切削加工和機(jī)器的高速轉(zhuǎn)動過程中,常常發(fā)現(xiàn)兩個金屬零件表面,由于摩擦生熱而焊接在一起的情況。例如:在車削加工時,車刀上產(chǎn)生積屑瘤;在鉆削加工時,鉆頭和工件常常粘結(jié)在一起;滑動軸承由于燒軸而卡住等等。當(dāng)然,這些情況一直是人們努力避免的事故。做為一種焊接現(xiàn)象來分析,它們的過程并不是完善的,焊接質(zhì)量也并不理想。在近代的金屬加工中,焊接比鑄造、鍛壓工藝發(fā)展較晚,但發(fā)展速度很快。但是,我們通過對這些粘結(jié)、焊合現(xiàn)象的分析,有助于了解摩擦焊的實(shí)質(zhì)。
摩擦破壞了金屬表面的氧化膜。摩擦生熱降低了金屬的強(qiáng)度,但提高了它的塑性。摩擦表面金屬產(chǎn)生了塑性變形與流動,防止了金屬的氧化,促進(jìn)了焊接金屬原子的互相擴(kuò)散,形成了牢固的焊接接頭。這就是摩擦焊的實(shí)質(zhì)