在摩擦焊搅拌工具中,搅拌头一般采用工具钢制成,焊头的长度一般比要求焊接的深度稍短。应该指出,搅拌摩擦焊缝结束时在终端留下个匙孔。通常这个匙孔可以切除掉,也可以用其它焊接方法封焊住。针对匙孔问题,已有伸缩式搅拌头研发成功,焊后不会留下焊接匙孔。摩擦焊搅拌工具中的焊接接头热影响区显微组织变化小.残余应力比较低,焊接工件不易变形;能一次完成较长焊缝、大截面、不同位置的焊接接头高;操作过程方便实现机械化、自动化,设备简单,能耗低,功效高,对作业环境要求低;无需添加焊丝,焊铝合金时不需焊前除氧化膜,不需要保护气体,成本低。在电控和机械技术高度发展的前提下,为大吨位相位摩擦焊机的研制提供了保障。江苏电子摩擦焊搅拌工具供货商
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。新能源搅拌工具现货摩擦焊在铝-铜导线过渡接头的焊接方面应用尤广。
使用摩擦焊搅拌工具的过程中,当压紧力不足时,焊缝内组织疏松,出现孔洞,甚至轴肩对焊接区起不到很好的包拢作用而导致焊缝塑性金属流外溢。当压紧力过大时,轴肩与被焊工件表面的摩擦力增加,搅拌头向前移动的阻力也随之增加,导致焊缝表面易形成飞边、毛刺等焊接缺陷。搅拌摩擦焊焊接过程中常用的参数为搅拌头旋转速度和焊接速度,这些参数直接影响到焊接过程中的产热情况。通常情况下,焊接过程的产热量随着搅拌头旋转速度的增加而增大;当焊接速度增加时,单位长度焊缝获得的热量减少。焊接过程的热输入可用公式qE=kw/v表示,式中k为热输入常数;w为搅拌头旋转速度;v为焊接速度。
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。摩擦焊在国内外的发展为什么非常迅速,应用非常普遍,这是由于它本身具有一系列的优点。
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。摩擦焊搅拌工具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。佛山新能源摩擦焊搅拌工具生产商
摩擦焊焊接产品比铆接件、铸件和锻件重量轻,对于交通运输工具来说可以减轻自重,节约能量。江苏电子摩擦焊搅拌工具供货商
使用摩擦焊搅拌工具在热激发作用下,表面的粘塑性金属发生动态再结晶,使变形抗力降低,故摩擦扭矩升高到一定程度(前峰值扭矩)后逐渐降低。随着摩擦热量向两侧工件的传导,焊接面两侧温度亦逐渐升高,在轴向压力作用下,焊合区金属发生径向塑性流动,从而形成飞边,轴向缩短量逐渐增大。随摩擦时间延长,摩擦界面温度与摩擦扭矩基本恒定,温度分布区逐渐变宽,飞边逐渐增大,此阶段称之为准稳定摩擦阶段。在此阶段,摩擦压力与转速保持恒定。当摩擦焊接区的温度分布、变形达到一定程度后,开始刹车制动并使轴向力迅速升高到所设定的顶锻压力此时轴向缩短量急骤增大,并随着界面温度降低,摩擦压力增大,摩擦扭矩出现第二个峰值,即后峰值扭矩。江苏电子摩擦焊搅拌工具供货商