摩擦焊搅拌工具中待焊的一对工件中,一件夹持于旋转夹具,称为旋转工件,另一件夹持于移动夹具,称为移动工件。焊接时,旋转工件在电机驱动下开始高速旋转,移动工件在轴向力作用下逐步向旋转工件靠拢,两侧工件接触并压紧后,摩擦界面上一些微凸体首先发生粘接与剪切,并产生摩擦热。随着实际接触面积增大,摩擦扭矩迅速升高,摩擦界面处温度也随之上升,摩擦界面逐渐被一层高温粘塑性金属所覆盖。此时,两侧工件的相对运动实际上已发生在这层粘塑性金属内部,产热机制已由初期的摩擦产热转变为粘塑性金属层内的塑性变形产热。摩擦焊在铝-铜导线过渡接头的焊接方面应用尤广。佛山摩擦焊搅拌头非标定制厂家
摩擦焊搅拌工具可适用于大多数产品结构,满足不同材料的焊接需要,在各领域中应用。髙强度,可承受焊接过程中的持续高载荷作用。高耐磨性,可承受焊接过程中,焊具与母材间的剧烈摩擦。优异的耐高温性,在搅拌针高速旋转过程中,焊具要在高温下持续工作。易于安装,结构简单,接口可靠。能满足不同领域的焊接需求,包括铝合金、镁合金、铜合金、钛合金以及黑色金属的焊接。也包括了很多适用于对接、搭接、对搭接以及角接等不同接头形式的焊具。不同种类的摩擦焊搅拌工具采用的原料也大不相同,主要根据制造产品的性质及作用来决定的。广州紫铜摩擦焊搅拌头供货商摩擦焊搅拌工具能一次完成较长焊缝、大截面、不同位置的焊接接头高。
在搅拌摩擦焊过程中,摩擦焊搅拌工具是单一与工件直接接触的部分,除了摩擦焊搅拌工具的尺寸、形状、焊接参数会影响焊接的然后效果外,摩擦焊搅拌工具材料也会对焊接质量产生重要影响。摩擦焊搅拌工具的材料不只决定了摩擦焊搅拌工具摩擦加热的速率、操作温度、工具强度,还决定了可用搅拌摩擦焊焊接何种材料。对于高熔点、髙强度的材料如钢、钛、钛合金、镍基合金的搅拌摩擦焊,其焊接温度可达0.8Tm(如钛合金的FSW温度接近1334℃)[2,6]。在焊接钢等髙强度合金时,摩擦焊搅拌工具在1000℃时的强度至少大于400MPa才不至于失效。普通的钢在500~600℃会发生软化,在高温下不具备一定的刚度和强度,显然不适用于高温材料的焊接。
摩擦焊搅拌工具由特型指棒、夹持器和圆柱体组成。焊接开始时,搅拌头高速旋转,特型指棒迅速钻入被焊板材的焊缝,与特型指棒接触处的金属摩擦生热,形成了很薄的热塑性层。当特型指棒钻入工件表面以下时,部分金属被挤出表面,轴肩与被焊工件表面摩擦产生热量。又由于背面垫板的密封作用,不断地产生热塑性金属形成焊缝。在整个过程中空腔的产生于填满连续进行,焊缝区金属经历这被挤压、摩擦生热、塑性变形、转移、扩散、再结晶等过程。通过高速旋转并与被焊工件摩擦,产生热量形成热塑性层,搅拌头与工件相对运动,在搅拌头前面不断形成的热塑性金属转移到搅拌头后面,填满后面的空腔,从而形成连接。摩擦焊方法在制造业中已有应用40余年。
在摩擦焊搅拌工具中,搅拌针的外周面以及轴肩的端面上均布置有多个阵列薄膜热电偶,阵列薄膜热电偶中均排布有n*n个薄膜热电偶;过渡区中嵌入有测温及无线通信集成装置,阵列薄膜热电偶通过补偿导线与测温及无线通信集成装置电连接,测温及无线通信集成装置电连接用于将传输过来的电信号转变成温度信号并通过无线的方式传输出去。能够实现焊接界面温度的高动态高精度测量,具有高实时性,非破坏性和长寿命的优点。摩擦焊搅拌工具包括轴肩和与轴肩配合的已损坏搅拌针,轴肩的表面粘结有待焊材料,能够去除轴肩表面的待焊材料;固定轴肩;在已损坏搅拌针的外端面进行堆焊以形成堆焊层;夹持堆焊层以取出已损坏搅拌针。摩擦焊技术的特点:固态焊接,摩擦焊过程中,被焊材料通常不熔化,仍处于固相状态,焊合区金属为锻造组织。广州紫铜摩擦焊搅拌头生产厂家
焊接过程中所需控制的焊接参数较少,只有压力、时间、速度和位移。佛山摩擦焊搅拌头非标定制厂家
在摩擦焊搅拌工具中,对于可焊热裂纹敏感的材料,适合异种材料焊接;焊接过程安全、无污染、无烟尘、无辐射等。焊接过程中也不需要其它焊接消耗材料,如焊条、焊丝、焊剂及保护气体等。主要消耗的是焊接搅拌头。同时,由于搅拌摩擦焊接时的温度相对较低,因此焊接后结构的残余应力或变形也较熔化焊小得多。特别是Al合金薄板熔化焊接时,结构的平面外变形是非常明显的,无论是采用无变形焊接技术还是焊后冷、热校形技术,都是很麻烦的,而且增加了结构的制造成本。原则上,搅拌摩擦焊可进行多种位置焊接,如平焊,立焊,仰焊和俯焊;可完成多种形式的焊接接头,如对接、角接和搭接接头,甚至厚度变化的结构和多层材料的连接,也可进行异种金属材料的焊接。佛山摩擦焊搅拌头非标定制厂家