在使用摩擦焊搅拌工具时,待接部位的材料必须达到塑化状态,且在摩擦力(剪力)作用下产生塑性变形。待焊区全过程必须受到压力,前期用于生热,后期使材料塑性流变以利于连接区的金属扩散和再结晶。工件主要是棒料,其接头只限于端面对接。通过两工件待接面之间相对旋转的摩擦运动产生焊接所需的热。利用工件接触面摩擦产生的热量为热源,使工件在压力作用下产生塑性变形而进行焊接。在压力作用下,是在恒定或递增压力以及扭矩的作用下,利用焊接接触端面之间的相对运动在摩擦面及其附近区域产生摩擦热和塑形变形热,使及其附近区域温度上升到接近但一般低于熔点的温度区间,材料的变形抗力降低、塑性提高、界面的氧化膜破碎。在摩擦焊搅拌工具中,锥形搅拌探头比圆柱形搅拌探头更容易进入焊件而通过塑性材料。广东轴肩搅拌头
使用摩擦焊搅拌工具的过程中,不同形状的搅拌针对能否获得良好的焊缝质量至关重要。搅拌针底部直径过小时,如果焊接工艺不当,靠近搅拌针底部因为搅拌针直径过细经常会发生剪切断裂;搅拌针底部直径过大或者旋转频率过低时,焊缝区域材料流动不充分,所受阻力过大,搅拌针会被从靠近轴肩的地方剪断。利用带有特殊形状的硬质搅拌针的搅拌头高速旋转缓慢插入被焊工件,直到轴肩和母材表面接触,此时搅拌头与母材发生剧烈摩擦,通过搅拌摩擦过程中产生的摩擦热和对搅拌头周围金属的挤压,使接头金属处于塑性状态,搅拌针在旋转的同时沿着焊接方向向前移动,在热-机联合作用下形成致密的金属间结合,实现材料的连接。东莞铜搅拌头定制摩擦焊搅拌工具主要就是运用在搅拌摩擦焊工艺中。
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。
摩擦焊搅拌工具的成功设计是把搅拌摩擦焊应用在更大范围的材料和焊接更宽的厚度范围的关键。一般说来,摩擦焊搅拌工具包括两部分:搅拌探头和轴肩,而摩擦焊搅拌工具的材料通常都采用硬度远远高于被焊材料的材料制成,这样能够在焊接过程中将摩擦焊搅拌工具的磨损减至小值。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。关于摩擦焊搅拌工具的发展主要集中在两个方面:一个是带螺纹的摩擦焊搅拌工具,一个是带三个沟槽的摩擦焊搅拌工具。本质上,这两种搅拌探头都设计成锥体,较大减少了相同半径圆柱体搅拌探头的材料卷出量。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。摩擦焊搅拌工具的成功设计是把搅拌摩擦焊应用在更大范围的材料和焊接更宽的厚度范围的关键。珠海铝合金摩擦焊搅拌工具品牌
摩擦焊搅拌工具可实现异种材料焊接等。广东轴肩搅拌头
摩擦焊搅拌工具旋转速度与焊接速度的比值直接表征了焊接热输入量的大小,即线能量密度n,表示焊接单位长度的旋转速度。载流搅拌摩擦焊接是针对传统搅拌摩擦焊接存在的产热不足而造成焊接范围局限的问题而提出的。作为载流搅拌摩擦焊接的中心技术之一,摩擦焊搅拌工具的设计对塑性材料的流动和接头的力学性能紧密相关。在搅拌摩擦焊接过程中,摩擦焊搅拌工具承受高温、顶锻压力、摩擦扭矩、行进阻力等联合作用,长时间加工会导致摩擦焊搅拌工具失效,缩短寿命。磨损会对摩擦焊搅拌工具的寿命产生影响,是摩擦焊搅拌工具失效的主要方式之一。广东轴肩搅拌头