在摩擦焊搅拌工具中,搅拌头的旋转速度对接头的力学性能产生影响,主要是通过改变焊接热输入和材料塑性流动影响微观组织来实现的。当搅拌头的转速较低时,不能产生足够的摩擦热,从而热塑性流动层难以形成,然后导致固相连接不能实现,并且在焊缝中还特别容易形成孔洞等缺陷。由搅拌摩擦焊产热机制可知,随着旋转速度的增加,热输入便增加,热塑性流动层自上而下也逐渐扩大,使得焊缝中的孔洞逐步减小,佛山铝合金搅拌头厂家,当转速增加到特定值时,孔洞便开始慢慢消失,从而形成组织致密的高质量焊缝,佛山铝合金搅拌头厂家。但如果搅拌头转速太高,佛山铝合金搅拌头厂家,则会导致过高的焊接温度,产生其他影响焊接质量的缺陷。摩擦焊搅拌工具的使用比熔化焊甚至常规摩擦焊更节省能源。佛山铝合金搅拌头厂家
首先,摩擦焊头不产生与熔化和凝固冶金有关的一些焊接缺陷和焊接脆化现象,如粗大的柱状晶、偏析、夹杂、裂纹和气孔等;其次,轴向压力和扭矩共同作用于摩擦焊表面及其近区,产生了一些力学冶金效应,如晶粒细化、组织致密、夹杂物弥散分布,以及摩擦焊表面的“自清理”作用等;再者,摩擦焊时间短,热影响区窄,热影响区组织无明显粗化。上述三方面均有利于获得与母材等强的焊接接头。这一特点是决定摩擦焊头具有优异性能的关键因素。普遍的工艺适应性,决定了摩擦焊对被焊材料具有普遍的工艺适应性。汕头汽车摩擦焊搅拌头哪个品牌好相对传统熔焊,摩擦焊具有焊接接头质量高,能达到焊缝强度与基体材料等强度。
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。
摩擦焊的焊头连接质量高,而且性能好,对于通常认为不可以组合的金属材料,诸如铝——钢、铝——铜、钛——铜以及镍合金和钢材料等都可以进行焊接。一般来说,凡是可以进行锻造的金属材料都可以焊接,包括汽车用阀门合金材料,马氏体时效钢、工具钢、合金钢以及钛合金。此外,很多锻造材料、粉末金属材料以及金属基复合材料都可以进行摩擦焊,摩擦焊相比熔焊或其他焊接其控制参数少,焊接过程简单,生产率高(通常比其他焊接方法快1-100倍),非常适合批量化工业产品的生产。相位摩擦焊可实现有相位要求工件的摩擦焊,扩大了摩擦焊的应用领域。
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。摩擦焊搅拌工具可以使材料在压力作用下扩散连接形成固相接头。珠海铝合金搅拌头生产厂家
在搅拌摩擦焊接过程中,摩擦焊搅拌工具高速旋转插入到待焊材料的焊缝中产生摩擦热。佛山铝合金搅拌头厂家
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。佛山铝合金搅拌头厂家
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