利用摩擦熱焊接起源于一百多年前,此后經(jīng)半個多世紀(jì)的研究發(fā)展,摩擦焊技術(shù)才逐漸成熟起來,并進(jìn)入推廣應(yīng)用階段。自從上世紀(jì)五十年代摩擦焊真正焊出合格焊接接頭以來,就以其優(yōu)質(zhì)、高效、低耗環(huán)保的突出優(yōu)點(diǎn)受到所有工業(yè)強(qiáng)國的重視。我國的摩擦焊研究始于1957年,發(fā)源地是哈爾濱焊接研究所,是世界上最早開展摩擦焊研究的幾個國家之一,取得了很多引人注目的成果。
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l Ib>t 摩擦焊技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)歸結(jié)為如下幾個方面:
<`VJU2 ]oZ,{Q5~ (1) 接頭質(zhì)量好且穩(wěn)定。焊接過程由機(jī)器控制,參數(shù)設(shè)定后容易監(jiān)控,重復(fù)性好,不依賴于操作人員的技術(shù)水平和工作態(tài)度。焊接過程不發(fā)生熔化,屬固相熱壓焊,接頭為緞造組織,因此焊縫不會出現(xiàn)氣孔、偏析和夾雜,裂紋等鑄造組織的結(jié)晶缺陷,焊接接頭強(qiáng)度遠(yuǎn)大于熔焊、釬焊的強(qiáng)度,達(dá)到甚至超過母材的強(qiáng)度;
8~L.6c5U g he=mQ- (2) 效率高。對焊件準(zhǔn)備通常要求不高,焊接設(shè)備容易自動化,可在流水線上生產(chǎn),每件焊接時間以秒計,一般只需零點(diǎn)幾秒至幾十秒,是其它焊接方法如熔焊、釬焊不能相比的;
+^% &8< 07WIa@Q (3) 節(jié)能、節(jié)材、低耗。所需功率僅及傳統(tǒng)焊接工藝的1/5~1/15,不需焊條、焊劑、釬料、保護(hù)氣體,不需填加金屬,也不需消耗電極;
QH?2v WaZ@ (4) 焊接性好。特別適合異種材料的焊接,與其它焊接方法相比,摩擦焊有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢,如鋼和紫銅、鋼和鋁、鋼和黃銅等等;
tS.b5$Q J*4_|j;Z-E (5) 環(huán)保,無污染。焊接過程不產(chǎn)生煙塵或有害氣體,不產(chǎn)生飛濺,沒有孤光和火花,沒有放射線。
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5O& 由于以上這些優(yōu)點(diǎn),摩擦焊技術(shù)被譽(yù)為未來的綠色焊接技術(shù)。
"u$]q1S rgY?X$1q_ 摩擦焊技術(shù)在國內(nèi)的發(fā)展及應(yīng)用狀況
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-,CndRKx 經(jīng)過幾十年的發(fā)展,摩擦焊技術(shù)在國內(nèi)目前已經(jīng)具備了包括工藝、設(shè)備、控制、檢驗(yàn)等整套完備的專業(yè)技術(shù)規(guī)模,并且在基礎(chǔ)理論研究上也形成了一定的獨(dú)立體系。
Jj _+YfIM L08;z 1 摩擦焊工藝研究與應(yīng)用
LYo7?rp >IydXmTy 目前我國摩擦焊技術(shù)的應(yīng)用比較廣泛,可焊接直徑3.0~120mm的工件以及8000mm2的大截面管件,同時還開發(fā)了相位焊和徑向摩擦焊技術(shù),以及攪拌摩擦焊技術(shù)。不僅可焊接鋼、鋁、銅,而且還成功焊接了高溫強(qiáng)度級相差很大的異種鋼和異種金屬,以及形成低熔點(diǎn)共晶和脆性化合物的異種金屬。如高速鋼—碳鋼、耐熱鋼—低合金鋼、高溫和金—合金鋼、不銹鋼—低碳鋼、不銹鋼—電磁鐵以及鋁—銅、鋁—鋼等。近年來隨著我國航空航天事業(yè)的發(fā)展,也加速了摩擦焊技術(shù)向這些領(lǐng)域的滲透,進(jìn)行了航空發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)子、起落架結(jié)構(gòu)件、緊固件等材料(Ln718 Ti17 300M GH159 GH4169)以及金屬與陶瓷、復(fù)合材料、粉末高溫合金的摩擦焊工藝試驗(yàn)研究,某些電工材料的釬焊工藝也開始用摩擦焊接所取代。如電磁鐵—不銹鋼、鎢銅合金等。目前我國采用摩擦焊接方法焊接的產(chǎn)品有:鍋爐行業(yè)的蛇形管摩擦焊接,閥門行業(yè)的閥門法蘭和閥體密封座的摩擦焊接,軸瓦行業(yè)的止推邊軸瓦的摩擦焊接,工具行業(yè)的鉆頭、銑刀、鉸刀的刃部與柄部的摩擦焊接,汽車及機(jī)車行業(yè)發(fā)動機(jī)的雙金屬排氣閥、氣門頂桿、柴油機(jī)預(yù)熱室噴咀、半軸、扭力管、內(nèi)燃機(jī)增壓器渦輪軸,潛水電泵轉(zhuǎn)軸,紫銅不銹鋼水接頭,鋁銅過渡接頭,紡織機(jī)梭子芯,關(guān)節(jié)軸承,泥瓦工具,地質(zhì)鉆桿,石油鉆桿、實(shí)心、空心抽油桿,航空發(fā)動機(jī)集成齒輪,木工多用機(jī)床上的刀軸等等。
5r}(|86O/ V?=zuB?' 2 理論研究及工程應(yīng)用
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