管子的径向摩擦焊

管子的径向摩擦焊工艺是在已广泛应用的普通摩擦焊的工艺基础上发展起来的,它是一项用于海上和陆地管子的焊接新工艺。径向摩擦焊的基本原理是:在两根被焊管子的对接接头上,套装上一个与被焊管子材料相同的楔形截面的钢环。然后钢环围绕管子接头高速旋转,同时对钢环在径向均匀地     

6063-T6铝合金搅拌摩擦焊组织与力学性能研究

采用搅拌摩擦焊(Friction stir welding, FSW)对10mm的6063-T6铝合金分别进行单、双面焊接,并探究焊接速度对接头微观组织及力学性能变化的影响。结果表明,单双面焊接接头"S"线形貌基本保持一致且集中在前进侧轴肩影响区,单面焊有更明显的洋葱环形貌。焊核区中部区域等轴晶晶粒尺寸小于上部轴肩影响区,且单面焊焊核区晶粒尺寸大于双面焊。搅拌摩擦焊旋转速度为1 500r/min,焊接速度由300mm/min增至1 400mm/min时,接头力学性能先升高后降低,且双面焊接头力学性能始终优于单面焊。接头抗拉强度峰值为187MPa,断裂位置多位于后退侧热影响区,与接头最低硬度位置保持一致,主要断裂模式为韧性断裂。     

摩擦焊新工艺的应用

摩擦焊新工艺简介摩擦焊是一种金属固相热压焊,它利用两工件作相对高速旋转并轴向加压,使摩擦生热,促使两工件的接触表面达到焊接温度(接近于金属熔化温度),然后瞬间停止旋转,并再施加较大轴向顶镦压力,使两工件结合面金属实现原子的相互嵌入、扩散形成牢固的焊接接头。其动作特征示意见图1。摩擦焊可以焊接黑色金属、有色金属、同种或异种金属:甚至可焊非金属材料如塑料、陶瓷等。其可焊性很广泛,常用材料的可焊性见表1。焊接接头型式有对接或T形接头,两焊接工件可以是圆棒、管、板等。各种焊接工件应用实例见图2。摩擦焊机分连续驱动式     

先进的搅拌摩擦焊技术

搅拌摩擦焊(FSW)是英国焊接研究所20世纪90年代初发明并拥有专利权的一种固相塑性连接技术。目前,国内外研究较多的是各种铝及铝合金的搅拌摩擦焊。(1)搅拌摩擦焊原理及特点与常规摩擦焊一样,搅拌摩擦焊也是利用摩擦热作为焊接热源。不同之处在于,搅拌摩擦焊的焊接过程是由一个带有探针和轴肩的特殊形式的搅拌头来完成的,如附图所示。先将探针插入被焊接板     

采用储能摩擦焊可获得牢固的连接——以储能摩擦焊连接异种金属不会减弱金属强度

<正> 以储能摩擦焊(inertia welding)获得与规定形状甚接近的零件的方法可以替代机械加工实心棒料毛坯、锻造或铸造等生产手段。由于此类工艺方法可避免采用昂贵的机械加工、节约附加金属材料、减少装配和加工时间,因此可使生产成本降低,产品质量明显提高而且加工用机器设备也可能减少。储能摩擦焊在宇航、汽车及核工业中常用作部件连接,如对齿轮、驱动轴、透平叶轮及阀体的焊接。在低温条件工作的零件,例如     

Q690CFD低碳贝氏体高强钢的焊接性能

用药芯焊丝和实心焊丝对Q690CFD低碳贝氏体高强钢进行了CO_2气体保护焊焊接,采用斜Y裂纹敏感性试验、焊接热影响区最高硬度试验对该钢进行了冷裂敏感性评价,通过冲击试验探讨了从800℃冷却到500℃(t_(8/5))时焊接粗晶区的韧性;通过光学显微镜、拉伸试验机、硬度试验机、冲击试验机等评价了该钢的焊接工艺性。结果表明:该钢板在14℃、不预热条件下焊接将有一定的淬硬倾向;t_(8/5)大于40 s后,粗晶区韧性显著降低;用药芯焊丝当预热温度为80℃(厚25 mm)和100℃(厚30 mm)时或者采用实心焊丝不预热时均可避免裂纹出现,焊接粗晶区组织为板条马氏体和少量贝氏体,焊接接头性能良好,焊后550℃×2 h消除应力热处理对热影响区和母材的拉伸性能没有明显影响。     

一种塑制汽车离合器泵的旋转摩擦焊接工艺参数的设计方法

针对一种塑制汽车离合器总泵的上下泵体在旋转摩擦焊接工艺中焊接参数难以确定的问题,提出了一种基于旋转摩擦焊接温度的焊接参数设计方法。通过二次正交回归试验设计,采用响应曲面法,建立了由主轴主轴转速、熔接压力和旋转圈数3个焊接参数在旋转焊接时摩擦面温度的预测模型;运用差示扫描量热法获得离合器泵体材料的熔点;在分析摩擦面温度与3个焊接工艺参数的二阶响应曲面图的基础上,结合摩擦面温度的预测模型,建立了焊接参数的关联耦合模型;依据该模型即可设计合理的焊接工艺参数。通过对焊接件焊接强度的评价,验证了焊接参数设计方法的合理性。离合器泵焊接量产的合格率达95%以上,证明了该焊接参数设计方法的可行性。     

摩擦焊接缺陷与工艺参数的关系

1　引言杆类刀具采用高速钢与碳结构钢焊接法制坯 ,可节约高速钢材料 ,降低生产成本。焊接方式有摩擦焊和闪光焊。摩擦焊与闪光焊相比焊件质量更高 ,性能更稳定 ,因此在焊接加工中应用日益广泛。在刀具焊接过程中 ,由于柄、刃部材质不同 ,采用摩擦法焊接时所产生的预热效果也不相同。如果焊接工艺参数选择不当 ,就会产生焊接缺陷 ,影响刀具的使用效果。本文根据生产实践经验 ,分析摩擦焊接缺陷的种类和产生原因 ,并提出改进焊接质量的技术措施。　　2 摩擦焊接缺陷种类及产生原因( 1 )接头不牢特征 :①飞边小 ;②焊缝横断面上机械挖掘的环…     

无针搅拌摩擦点焊材料流动行为及其与接头宏观形貌、晶粒特征的相关性

搅拌摩擦焊接头材料流动行为是优化焊接工艺的根本所在,目前关于无针搅拌摩擦点焊流动行为尚未形成统一的认识。以0.02 mm镍箔为示踪材料,采用轴肩端面具有渐开线凹槽的无针搅拌头,改变旋转速度和焊接时间进行1.8 mm厚2198-T8铝锂合金搭接搅拌摩擦点焊试验,借助微焦点锥束三维CT设备、扫描电镜等测试手段,研究材料流动行为及其对接头宏观形貌、晶粒特征的影响。结果表明,轴肩下方的金属在轴肩挤压和摩擦热作用下先软化,以螺旋形向下向内流动形成搅拌区;随着焊接时间的延长,搅拌区金属向上和向外流动增强,致使搅拌区外缘界面翘曲,形成Hook缺陷。随旋转速度或焊接时间增大,搅拌区金属向下和向上向外流动加剧,焊核的深度和直径增大、晶粒更细小;下板金属软化程度加强,搅拌区外缘下板更多的塑化金属向上向外流动,致使Hook更翘曲。研究结果为深入了解无针搅拌摩擦点焊材料流动行为和优化焊接工艺提供了理论基础。     

搅拌摩擦焊工具的研究现状

搅拌焊工具技术是搅拌摩擦焊工艺最重要的因素。搅拌焊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。焊接工具的主要作用是保证连接区材料产生足够的塑性变形，并控制焊针周围塑性体的流动，形成优质的焊接接头。     

2014铝合金搅拌摩擦焊接过程数值模拟

将搅拌摩擦焊接过程中材料的流动看作是层流、粘性、非牛顿流体绕过旋转的搅拌头探针,并基于流体力学理论,建立了三维搅拌摩擦焊缝金属塑性流动的数值分析模型。提出了一种联合粘度场、速度场对焊接区域进行划分的方法:搅拌头周围的η0(材料粘度值)内易流动区域对应于焊核,η0外围与η1粘度带之间的区域对应于TMAZ区。三维模拟中材料的垂直方向流动与“标记嵌入技术”流变可视化试验结果吻合较好:靠近探针的区域内,回撤边中下部的材料向上运动,前进边中下部材料向下运动。焊接速度过高,搅拌头轴肩与探针过渡处的易流动区容易发生材料的分离运动,实际焊接中在此处容易产生空洞缺陷。     

超长45钢连接轴的焊接

去年我厂为外单位轧球机加工了两根超长连接轴,此轴是由两个扁头和一个连杆焊接而成的(见图)。轴长3370毫米,重865公斤,材质为45钢。45钢属于中碳钢,可焊性较差,要求焊后整体退火,而我厂又无这样大的热处理设备。为此,我们在焊前制定了严格的工艺措施,并改进了焊后热处理工艺,使连接轴的焊接质量完全符合技术要求。现介绍     

关于铝合金薄板高速搅拌摩擦焊接搅拌头的新型设计

搅拌摩擦焊是新能源汽车电芯制造中代替传统激光焊接的关键方法。高速搅拌摩擦焊是提升电芯生产效率的关键工艺,科学的搅拌头尺寸参数设计方法可以有效减少高焊速条件下飞边沟槽缺陷,并提升电芯生产的合格率。基于对高焊速搅拌摩擦焊搅拌头的设计的理解,设计包括轴肩半径、轴肩摩擦系数、轴肩内凹角、轴针上半径、轴针下半径和轴针长度在内的高焊速搅拌头尺寸参数研究系统。针对铝合金薄板工业生产中质量需求,设计焊后焊缝质量评价指标。在考虑焊缝飞边大小、沟槽深浅以及左右材料交互比例的基础上,分析不同搅拌头参数影响下的焊接质量变化,获得搅拌头尺寸参数变化对焊接质量的影响规律,获得高焊速条件下的铝合金薄板搅拌摩擦焊搅拌头的最优设计。     

国外专利

行星摩擦减速装置 (特开昭53-9962) 三菱电机公司应用行星结构和摩擦原理设计一种噪音低、体积小、制作简单的行星摩擦式减速装置。 此装置如下图所示,在输入轴⑧与外壳①之间等距离地压装三个弹性环②另一方面,在焊接或固定于输出轴上的回旋圆盘⑥上的一个圆周位置上装有柱销③,其上装着三组可以自由转动的轴承④和支承环⑤,使各弹性环②外圆与支承环⑤外圆相接触。 这时,弹性环外周对输入轴和外壳的摩擦传递所必须的压力,可很简单地从弹性环的弹性限度内的弹性恢复中来得到。再一种构成方法是将弹性环予先从半径方向压进去。根据各种不同…     

搅拌摩擦焊焊接温度数值模型及其影响因素

通过对搅拌摩擦焊过程进入稳定状态后摩擦产热与散热机制的分析,建立了搅拌摩擦焊焊接温度的数值模型。由数值模型可知,影响焊接温度的各种因素包括被焊材料和搅拌工具材料的物理性质、两者之间的摩擦因数、搅拌工具的尺寸、焊接参数、被焊材料表面受到的轴向压力和侧面受到的进给压力等,有些因素之间还互相影响,关系复杂。其中,搅拌工具的旋转速度、搅拌工具与被焊材料之间的摩擦因数、被焊材料表面受到的轴向压力及侧面受到的进给压力是主要因素。以聚氯乙稀板材搅拌摩擦焊为例,验证了在适当的取值范围内焊接温度数学模型的理论计算值与实测值基本吻合。     

耗材摩擦焊技术及其应用前景

耗材摩擦是一项高效、优质、低成本的焊接／堆焊技术,应用该技术可在材料表面获得无稀释、结合完整性的焊敷层,对于解决无法采用常规摩擦焊接的大型或异形构件,以及难焊材料的焊接与堆焊问题具有应用价值。介绍了耗材摩擦焊技术原理、工艺特点及其应用前景。     

铝合金搅拌摩擦焊的应用现状与发展趋势

一、概述 1991年英国焊接研究所(TWI)发明了搅拌摩擦焊(FSW),从此以后,基于这种固相连接技术的明显优越性,例如:优良的接头力学性能,不需要填充焊接材料,没有焊接烟尘和飞溅,很少的焊前准备和焊接变形等,在世界范围内的国际合作中开展了大量的研究和开发工作。另外,搅拌摩擦焊可以焊接各种铝合金材料,甚至以前所谓的不可     

空气锤锤杆局部断裂的冷焊修复

贵州立新机床厂的一台400公斤空气锤是五十年代初期的产品,1979年6月锤杆发生断裂(见图)。一、锤杆断裂情况裂纹发生在锤杆的实心部分与空心部分的交界处。该锤杆用45钢锻造毛坯加工而成,外径为300毫米,裂纹长360毫米。当时采用结507焊条,将锤杆预热到150℃,采取多层焊,焊后不再热处理。焊     

焊接参数对搅拌摩擦焊焊缝形貌的影响

研究了搅拌摩擦焊工艺参数对LY12铝合金焊缝形貌的影响。研究结果表明：采用左螺纹圆柱搅拌头进行焊接时,形成的焊核关于搅拌针中心不对称,回撤边塑性金属迁移程度大于前进边;搅拌头旋转速度和轴肩下压量相同时,增大焊接速度可使回撤边塑性金属向上迁移程度减弱,使焊核宽度及焊核中心偏向回撤边距离减小;搅拌头旋转速度和焊接速度相同时,增大轴肩下压量可使焊核宽度和焊核中心偏向回撤边的距离增大,使回撤边塑性金属向上迁移程度先增大后减小。     

异种铝合金搅拌摩擦焊工艺研究

研究了7075/5083异种铝合金搅拌摩擦焊接头形貌及拉剪强度。采用光学显微镜对接头微观组织进行分析,研究发现焊接接头呈非对称分布,前进侧材料混合更加充分,后退侧界面附近存在孔洞缺陷;整个横截面可以分为母材、热影响区、热机影响区和焊核区,焊核区存在洋葱环形貌。拉剪实验结果表明,随着旋转速度的增加,接头的拉剪强度提升,但是由于接头存在孔洞缺陷,最高拉剪强度仅有120 MPa。