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5種摩擦焊接類型都有那些?它們的應用領域有哪些?

發表時間:2021-04-01 15:50作者:正晨摩擦焊

什么是摩擦焊接?

在分解不同類型之前,讓我們定義稱為摩擦焊接的固態焊接過程。固態焊接是指不使用外部熱量的焊接過程。相反,將外部壓力施加到固態以形成焊縫。在摩擦焊接中,待接合的工件相對于彼此旋轉。這種運動會產生摩擦,從而加熱接觸表面上的材料。施加高壓力直到焊接周期結束。摩擦焊接可用于連接直徑超過100毫米的各種金屬(例如鋼和鋁)條和管。

摩擦焊接如何工作

摩擦焊接的工作原理是遵循摩擦的基本原理。該過程使用摩擦在焊接界面處產生塑性熱。例如,鋼上產生的摩擦熱通常在900-1300攝氏度左右。在達到適當的溫度后,將逐漸施加外部壓力,直到工件形成永久性的焊接接頭。62.jpg

盡管有幾種不同的摩擦焊接類型,但是它們都遵循共同的工作原理。首先,將一個工件放置在轉子驅動的卡盤中,將另一個保持靜止。轉子使已安裝的工件高速旋轉。壓力被施加到靜止的工件上,使其與旋轉的工件接觸。當工件接觸時,會產生高摩擦力,并在接觸的表面上產生大量熱量,直到兩種材料軟化(也稱為塑化)。一旦材料達到塑化狀態,便會向靜態零件施加更高的鍛造壓力,從而迫使兩種材料融合在一起。在零件融合在一起并且界面開始冷卻之后,一旦溫度降低并且材料重新凝固,轉子就會停止運轉。

5種摩擦焊接類型

1.慣性摩擦焊接

什么是慣性摩擦焊接?慣性摩擦焊接具有固定在卡盤和主軸上的不同尺寸的飛輪。電機連接到主軸以旋轉零件。在焊接循環開始時,電機連接到主軸,并將零件旋轉到所需的轉速。一旦達到所需的速度,就將電機從主軸上斷開。根據零件,主軸,卡盤和飛輪的重量,自由旋轉部件會產生旋轉慣性。此時,將進行如上所述的摩擦焊接過程,利用旋轉慣性將零件放在一起時產生摩擦熱。了解為什么要將慣性焊接與CNC加工相結合 。

2.直接驅動摩擦焊接

在此過程中,主軸驅動電機永久固定在主軸上。當兩個部件放在一起時,電動機繼續驅動旋轉部件,從而產生摩擦熱。根據定義的CNC程序,隨著焊接過程的進行,主軸會持續減速,從而將主軸停在預定位置。當希望在焊接部件之間有特定的方向時,這種類型的摩擦焊接是有益的。

3.線性摩擦焊接

這個過程類似于慣性摩擦焊接。但是,移動的卡盤不會旋轉。相反,它以橫向運動振蕩。在整個過程中,兩個工件均保持在壓力下。與慣性焊接相比,該過程要求工件具有高剪切強度并涉及更復雜的機械。這種方法的一個好處是它可以連接任何形狀的零件(而不僅僅是圓形界面)。

4.攪拌摩擦焊(FSW)

FSW是一種固態連接過程,使用一種非消耗性的工具來連接兩個相對的工件。旋轉刀具和工件材料之間的摩擦會產生熱量,這會導致界面處的區域變軟。沿接合線移動工具時,它會將兩種金屬的軟化材料機械混合,并通過工具施加的機械壓力鍛造焊接界面。FSW用于現代造船,火車和航空航天應用。

5.軌道摩擦焊接

軌道摩擦焊接類似于旋轉摩擦焊接,但是兩個焊接零件都沿相同的方向和相同的速度旋轉,但是它們的軸偏移了最多1/8英寸。隨著焊接周期的完成和轉速的降低,零件又返回同一軸線,并且在材料重新凝固的同時保持了鍛造壓力。

應用領域

摩擦焊接可用于 制造更好的工業輥,管和軸。該工藝通常用于制造用于工業打印機,物料搬運設備以及汽車,航空航天,船舶和石油應用的子組件。組件的其他示例包括齒輪,軸管,傳動系統,閥門,液壓活塞桿,卡車滾輪襯套,泵軸,鉆頭,連接桿等。

準備開始摩擦焊接了嗎?

如果聽起來像摩擦焊接可以使您的應用受益,請 與我們聯系。在我們的對話中,我們可以討論哪種類型的摩擦焊接可能是您的最佳選擇,以及我們是否是慣性焊接您的子組件的最佳選擇。


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