使用摩擦焊搅拌工具不论是在焊接前还是在焊接过程中都不会污染环境。焊前焊件表面无需严格清理,在焊接时搅拌头与焊件间的搅拌和摩擦作用可有效去除焊件表层的氧化膜,从焊接开始至结束整个过程都没有烟尘、飞溅产生,且噪声低。比一般的焊接方法更加节能省材,原因是该方法靠搅拌头的高速旋转并移动来实现被焊工件间的连接。相比熔焊,搅拌摩擦焊的焊接速度较低,但若采用搅拌摩擦焊技术焊接厚板时可以一次成型,然而若用传统的普通熔焊方法则需要进行多层多道焊接。需要特定的夹具将被焊工件夹紧固定,对焊接装配要求很高。目前主要适用于焊接大型结构零部件。摩擦焊局限性是受被焊零件形状的限制,即摩擦副中一般至少要求一个零件是旋转件。汕头摩擦焊搅拌头生产厂家
摩擦焊搅拌工具只承受沿轴线的正压力和与旋转方向相反的摩擦扭矩,且随着下压深度的增加,正压力和摩擦扭矩逐渐增大:稳定焊接阶段搅拌针侧面除了前半部分承受压力和扭矩,还会承受与焊接方向相反的阻力以及由它产生的弯矩。当焊接过程进入稳定阶段时,摩擦焊搅拌工具承受的载荷只与轴肩和搅拌针的尺寸有关。摩擦焊搅拌工具的优化实验表明前进侧和后退侧的热机械影响区由于经历的热影响和搅拌作用不同,微观组织的晶粒尺寸和形态不同;水平轴肩圆柱螺纹摩擦焊搅拌工具(2#)在两种焊接速度下(33毫米/分钟和50毫米/分钟),得到的焊缝表面光滑、飞边较少,焊合区微观组织细小均匀、无方向性,综合力学性能较优。汕头摩擦焊搅拌头生产厂家摩擦焊利用焊件表面相互摩擦所产生的热,使端面达到热塑性状态,然后迅速顶锻,完成焊接的一种压焊方法。
随着外加电流从30A增加到150A,摩擦焊搅拌工具的较大磨损深度均呈现出逐渐减小趋势:其中具有柱状搅拌针的摩擦焊搅拌工具(1#、2#)在5组外加电流作用下的较大磨损深度均比锥形摩擦焊搅拌工具大(3#、4#、5#),较大磨损深度的减小速率经历了较快到平缓的变化过程:4#和5#摩擦焊搅拌工具的内凹轴肩外面表面与塑性材料接触充分,因此在该区域形成了环形磨损区。载流搅拌摩擦焊接通过复合外加电流内生电阻热以提高焊缝温度、降低塑性材料的热变形流变应力、增强材料流动性、降低摩擦焊搅拌工具与焊接材料间的相对滑动速度,从而减小摩擦焊搅拌工具在焊接过程中的机械载荷和磨损。
摩擦焊搅拌工具包括相互连接的轴肩和搅拌针,搅拌针呈锥形状,搅拌针上端圆冠处开设平面缺口;轴肩连接搅拌针的端面上设有螺旋式渐开线槽。摩擦焊搅拌工具在搅拌针上端圆冠处加工出平面缺口,配合搅拌头的高速旋转,较大提高了搅拌头对材料的搅动作用,以此来增加接头根部材料的流动性;轴肩端面加工有渐开线槽,增加了材料的流动性及摩擦产热量,此外,渐开线槽对材料的汇聚作用可消除表面飞边,提高了微搅拌摩擦焊焊接质量,得到高质量的微搅拌摩擦焊接头。摩擦焊搅拌工具主要由肩部和焊针组成,焊接薄板时,旋转的肩部和工件之间摩擦产生的热量是主要热源,而随着板厚的增加,更多的热量必须靠旋转的焊针和工件摩擦产生。摩擦焊焊接效率高、质量稳定、一致性好,可实现异种材料焊接等。
摩擦焊搅拌工具在顶锻过程中及顶锻后保压过程中,焊合区金属通过相互扩散与再结晶,使两侧金属牢固焊接在一起,从而完成整个焊接过程。在整个焊接过程中,摩擦界面温度一般不会超过熔点,故摩擦焊是固态焊接。利用焊件表面相互摩擦所产生的热,使端面达到热塑性状态,然后迅速顶锻,完成焊接。搅拌摩擦焊多用于平板对接结构。目前,对于0.8~75毫米厚的铝合金都可以采用搅拌摩擦焊接。但实际工程应用中大多数工程焊接结构是采用型材或板材以角接方式构成的,由于搅拌摩擦焊主要是由轴肩与被焊接面摩擦产生热量,因此搅拌摩擦焊在角接结构中的应用受限制,甚至根本就不能直接进行角接结构的搅拌摩擦焊接。摩擦焊可以方便地连接同种或异种材料,包括金属、部分金属基复合材料、陶瓷及塑料。汕头摩擦焊搅拌头生产厂家
摩擦焊搅拌工具的材料通常都采用硬度远远高于被焊材料的材料制成。汕头摩擦焊搅拌头生产厂家
摩擦焊搅拌工具的磨损会影响焊接效率、生产成本和使用寿命。载流搅拌摩擦焊接结合了电阻焊和传统搅拌摩擦焊的优点,创新地形成了一种新的复合热源焊接方法,有望改善焊接过程中摩擦焊搅拌工具的工作环境。水平轴肩四平面圆柱螺纹搅拌针摩擦焊搅拌工具(1#)、水平轴肩圆柱螺纹搅拌针摩擦焊搅拌工具(2#)、内凹同心圆凹槽轴肩同心环槽圆锥螺纹搅拌针摩擦焊搅拌工具(3#)、内凹轴肩圆锥螺纹搅拌针摩擦焊搅拌工具(4#)和内凹轴肩三斜面圆锥螺纹搅拌针摩擦焊搅拌工具(5#)。应用增材制造技术进行摩擦焊搅拌工具的制造。汕头摩擦焊搅拌头生产厂家