摩擦焊最终版.pptx

132摩擦焊原理摩擦焊原理摩擦焊分类摩擦焊分类摩擦焊焊接工艺摩擦焊焊接工艺特点及用途特点及用途主要内容主要内容一、摩擦焊原理一、摩擦焊原理3摩擦焊 摩擦焊是利用工件相对旋转,于接头处摩擦生热至高温塑性状态并加压而获取焊接头。同种材质焊接时，最初界面接触点上产生犁削-粘合现象。由于单位压力很大，粘合区增多。继续摩擦使这些粘合点产生剪切撕裂，金属从一个表面迁移到另一个表面。界面上的犁削-粘合-撕裂过程进行时，摩擦力矩增加时界面温度增高。当整个界面上形成一个连续塑性状态薄层后，摩擦力矩降低到一最小值。界面金属成为塑性状态并在压力作用下不断被挤出形成飞边，工件轴向长度也不断缩短。异种金属材质的焊接机理比较复杂，除了犁削-粘合-剪切撕裂现象外，金属的物理与力学性能、相互间固溶度及金属间化和物等在结合机理中都会起作用，焊接时由于机械混合和扩散作用，在结合面附近很窄的区域内有可能发生一定程度的合金化，这一薄层的性能会对整个接头的性能有重要影响。机械混合和相互镶嵌对结合也会有一定作用。这种复杂性使得异种金属的摩擦焊接性很难预料。二、摩擦焊的分类二、摩擦焊的分类 摩擦焊的方法很多，一般根据焊件的相对运动和工艺特点进行分类，在实际生产中，连续驱动摩擦焊、储能式摩擦焊、相位控制摩擦焊、惯性摩擦焊和搅拌摩擦焊应用的比较普遍。通常所说的摩擦焊主要是指连续驱动摩擦焊、相位控制摩擦焊、惯性摩擦焊和轨道摩擦焊，这些统称为传统摩擦焊，它们的共同特点是靠两个待焊件之间的相对摩擦运动产生热能。而搅拌摩擦焊、嵌入摩擦焊、第三体摩擦焊和摩擦堆焊，是靠搅拌头与待焊件之间的相对摩擦运动产生热量而实现焊接。2024/8/31 周六 连续驱动摩擦焊是使一个连续驱动摩擦焊是使一个工件高速旋转，另一个工工件高速旋转，另一个工件则以相当大的压力压向件则以相当大的压力压向旋转件，使接头摩擦升温。旋转件，使接头摩擦升温。当加热到塑性状态时，利当加热到塑性状态时，利用制动器或断电使旋转件用制动器或断电使旋转件停转，同时保持和增大轴停转，同时保持和增大轴向压力进行顶锻，直至焊向压力进行顶锻，直至焊接完成。接完成。连续连续驱动摩擦焊驱动摩擦焊2024/8/31 周六9 将飞轮和一个焊件加速到预定速度，使飞轮与电将飞轮和一个焊件加速到预定速度，使飞轮与电动机脱开或断电，同时使两工件接触并加压，飞轮的动机脱开或断电，同时使两工件接触并加压，飞轮的动能转化成热能，当飞轮停止转动时，加压顶锻，完动能转化成热能，当飞轮停止转动时，加压顶锻，完成焊接。成焊接。11惯性摩擦焊惯性摩擦焊 图3是惯性摩擦焊接示意图，工件的旋转端被夹持在飞轮里，焊接过程开始时首先将飞轮和工件的旋转端加速到一定的转速，然后飞轮与主电机脱开，同时，工件的移动端向前移动，工件接触后开始摩擦加热。在摩擦焊加热过程中，飞轮受摩擦扭矩的制动作用，转速逐渐降低，当转速为零时，焊接过程结束。三、三、摩擦焊焊接工艺摩擦焊焊接工艺特点及用途特点及用途1.接头的质量好且稳定（摩擦焊的温度低于焊件的金属熔点，接头的质量好且稳定（摩擦焊的温度低于焊件的金属熔点，热影响区小，组织细密）热影响区小，组织细密）2.焊接生产率高、成本低（焊接操作简单且不需填充金属，焊接生产率高、成本低（焊接操作简单且不需填充金属，易于自动控制，生产率高，设备简单、能耗少。易于自动控制，生产率高，设备简单、能耗少。3.适应范围广（不仅适用于黑色金属和有色金属、适用于特适应范围广（不仅适用于黑色金属和有色金属、适用于特种材料、异种材料。种材料、异种材料。4.生产条件好（无火花、弧光及尘毒，操作方便、生产条件好（无火花、弧光及尘毒，操作方便、工人劳动强度小。工人劳动强度小。5.电能消耗少（为闪光对焊的电能消耗少（为闪光对焊的1/101/15）；工艺特点工艺特点工艺特点工艺特点 但是，摩擦焊也具有如下缺点与局限性：但是，摩擦焊也具有如下缺点与局限性：1 1、对非圆形截面焊接较困难，所需设备复杂；对、对非圆形截面焊接较困难，所需设备复杂；对盘状薄零件和薄壁管件，由于不易夹固，施焊也比较盘状薄零件和薄壁管件，由于不易夹固，施焊也比较困难。困难。2 2、对形状及组装位置已经确定的构件，很难实现、对形状及组装位置已经确定的构件，很难实现摩擦焊接。摩擦焊接。3 3、接头容易产生飞边，必须焊后进行机械加工。、接头容易产生飞边，必须焊后进行机械加工。4 4、夹紧部位容易产生划伤或夹持痕迹。、夹紧部位容易产生划伤或夹持痕迹。5、设备要求高，一次性投资大。设备要求高，一次性投资大。广泛用于圆形工件、棒料管子的对接，东风公司主要用于广泛用于圆形工件、棒料管子的对接，东风公司主要用于进、排气阀、刀具、拉杆零件等。进、排气阀、刀具、拉杆零件等。摩擦焊的用途摩擦焊的用途连续驱动摩擦焊机连续驱动摩擦焊机型号型号最大顶锻力（千牛）主轴焊件直径旋转夹具移动夹具夹料长度(毫米)滑台最大行程(毫米)总功率（千瓦）生产率（件/时）整机轮廓尺寸长宽高(毫米)重量(吨)备注最高转速（转/分）中碳钢（毫米）夹料长度（毫米）C2.5253000414502005042020012100320220019512502.8小型轴类零件和管类零件等C4402500616502005042020015100250220019512503.2小型轴类零件和管类零件等C4Z40600616501505015020015100300220019512503铜-铝专用C101002200822502005042020015100220220019512503.5小型轴类零件和管类零件等（限16以下）C15150200010305025050700310251002203000280014504.5中型轴类零件和管类零件等C2020018001240502505070031028.51002003000280014505中型轴类零件和管类零件等C20Z2004501235502005018031028.51002203000280014504.8铜-铝专用C20L200180012405025050不限31028.51001503000280014505.5长型轴类零件和管类零件C25250180014455025060700310321001803000280014505.5中型轴类零件和管类零件等（限38以下）C25Z25045014405020050180310321001803000280014505.3铜-铝专用C25L250180014455025060不限310321001203000280014505.8长型轴类零件和管类零件（限38以下）C30320145016505030070800320401001503400290015006.5中型轴类零件和管类零件等（限40以下）C30Z32038016455020070200320401001203400290015006.2铜-铝专用C30L320145016555030070不限32047501003400290015006.8长型轴类零件和管类零件（限40以下）C30A15070016555030070不限32047501503400290015006.5轴瓦专用（限40以下）C4040012002558（管：4090）50350100125032055801204000280022008管类、轴类零件的焊接C50A50012003060100380250140040092.75208055002800220016.5管类、轴类零件的焊接C63A63010003563（管：3.510）1003802501400400112.75206055002800220016.5管类、轴类零件的焊接C80A800100040751003802501400400112.75206055002800220017管类、轴类零件的焊接C1251250600管:73140100350800012504601503050170005500130030地质钻杆及液压油缸