摩擦焊搅拌工具的方法操作简单,能够有效地完成搅拌针断裂后的拆卸,拆卸效率高,且降低了焊接工具的生产成本。摩擦焊搅拌工具,由轴肩和搅拌针组成。搅拌针的形状呈截头锥体,其小底与轴肩相连,大底端面上设有一圆形凹孔,截锥体外表面上设有三个周向均布的圆弧形凹槽;使用摩擦焊搅拌工具进行搅拌摩擦搭接焊时,截锥形的搅拌针会对搭接面周围塑化金属产生一个斜向上推力,减轻塑化金属垂直运动,从而减轻搭接界面的垂直迁移倾向。并且搅拌针底部的凹孔和侧面的凹槽,均会改善焊焊缝区材料流动,充分破碎搭接界面,使焊缝金属更充分混合。因此,该工具焊接所得焊缝中钩状缺陷尺寸较大减小,接头强度系数明显提高。摩擦焊搅拌工具可实现异种材料焊接等。江苏汽车摩擦焊搅拌工具生产厂家
要在1000℃甚至1200℃以上保证摩擦焊搅拌工具连续工作数小时而不失效,这就需要摩擦焊搅拌工具具有足够的高温性能。因此,用作摩擦焊搅拌工具的理想材料需在高温下具备以下性能:耐高温、耐磨损,髙强度,尺寸稳定性和蠕变抗力好;高的断裂韧性,低的韧脆转变温度,以抵抗疲劳和断裂;与母材之间尽量低的摩擦系数,以获得平滑的焊接表面;有足够的热疲劳强度来承受不断重复的加热和冷却循环;具有一定的化学惰性,与母材不发生化学反应;加工性能良好;造价合适,经济实用。工具钢、模具钢因为其价格低廉,获取方便,且加工容易,性能适中,是焊接镁、铝、铅等低熔点金属较常用的的摩擦焊搅拌工具材料。虽然其在高温下易软化的性质并不适用于髙强度材料的焊接,但是在镁、铝与钢、钛的异种材料搅拌摩擦焊上有大量应用。江苏汽车摩擦焊搅拌工具生产厂家在初期,摩擦焊搅拌工具形状的合理设计是获得良好机械性能焊缝的关键。
摩擦焊搅拌工具的旋转速度、焊接速度和外加电流三组工艺参数对接头的力学性能都有影响,其中外加电流的影响较大,接着依次为摩擦焊搅拌工具旋转速度和焊接速度;对实验数据的方差分析结果表明,在明显性水平为0.2的条件下,外加电流和摩擦焊搅拌工具旋转速度对焊接结果的影响明显,而焊接速度的影响相对较小;优化后的载流搅拌摩擦焊工艺参数为旋转速度1400r/分钟,焊接速度72毫米/分钟,外加电流30A。在优化工艺参数组合下,焊缝的抗拉强度达到母材的82.6%,延伸率达到5.36%。基于Archard磨损理论,通过数值模拟方法分析载流搅拌摩擦焊接ZK60镁合金过程中外加电流对摩擦焊搅拌工具磨损的影响。
使用摩擦焊搅拌工具时,搅拌针旋转缓慢进入母材过程;搅拌头旋转预热过程;搅拌头移动焊接过程;焊后停留保温过程;搅拌针拔出过程。搅拌头移动焊接过程相对稳定时,搅拌头与工件间摩擦产生的热量对整个焊接过程的影响较为强烈。使用摩擦焊搅拌工具可以得到高质量的焊接接头,不会出现裂纹、夹杂、气孔等常规焊接缺陷。焊接过程中不需要焊条、焊丝、焊剂等焊接材料,只需消耗搅拌头材料。在用该技术进行铝合金焊接时,若将工具钢作为搅拌头材料则可焊接的焊缝约800m长。相比熔化焊,搅拌摩擦焊过程温度较低产生的热量少,故焊接后接头的变形和残余应力都相对较小。摩擦焊搅拌工具可完成多种形式的焊接接头,如对接、角接和搭接接头。
在使用摩擦焊搅拌工具时,首先要将被焊材料固定于工作台上,被焊材料的焊接处形成焊道;搅拌头置于被焊材料的焊接面上方,此时,搅拌头的轴线方向与被焊材料的法线方向重合;搅拌头旋转并下降到位,搅拌头上的搅拌针处于焊道中,对焊道周围的被焊材料进行旋转摩擦加热,使焊道周围的被焊材料受热形成塑性软化,并沿着焊道方向移动,这个过程中,搅拌头轴肩上的锻压凸台一直与被焊材料的焊接表面保持接触进行锻压;在搅拌头移动到焊道末端时,搅拌针开始离开焊道向上回抽,搅拌头继续旋转并沿着焊接方向前进,锻压凸台与被焊材料的焊接面保持接触;在搅拌针回抽过程中,搅拌针缓慢脱离焊道,直至搅拌针完全拔出,完成焊接过程。摩擦焊焊接的对象主要是回转形零件。江苏汽车摩擦焊搅拌工具生产厂家
摩擦焊适合於焊接杆件和管件,工艺简单﹑质量好,劳动条件好,生产率高,耗电量少,易於机械化和自动化。江苏汽车摩擦焊搅拌工具生产厂家
摩擦焊搅拌工具主要就是运用在搅拌摩擦焊工艺中,其中搅拌摩擦焊除了具有普通摩擦焊技术的优点外,还可以进行多种接头形式和不同焊接位置的连接。搅拌摩擦焊方法与常规摩擦焊一样。搅拌摩擦焊也是利用摩擦热与塑性变形热作为焊接热源。不同之处在于搅拌摩擦焊焊接过程是由一个圆柱体或其他形状(如带螺纹圆柱体)的搅拌针伸入工件的接缝处,通过焊头的高速旋转,使其与焊接工件材料摩擦,从而使连接部位的材料温度升高软化。同时对材料进行搅拌摩擦来完成焊接的。在焊接过程中工件要刚性固定在背垫上,焊头边高速旋转,边沿工件的接缝与工件相对移动。江苏汽车摩擦焊搅拌工具生产厂家