攪拌摩擦焊是指利用高速旋轉(zhuǎn)的焊具與工件摩擦產(chǎn)生的熱量使被焊材料局部塑性化,當(dāng)焊具沿著焊接界面向前移動時(shí),被塑性化的材料在焊具的轉(zhuǎn)動摩擦力作用下由焊具的前部流向后部,并在焊具的擠壓下形成致密的固相焊縫。
攪拌摩擦焊方法與常規(guī)摩擦焊一樣。攪拌摩擦焊也是利用摩擦熱與塑性變形熱作為焊接熱源。不同之處在于攪拌摩擦焊焊接過程是由一個(gè)圓柱體或其他形狀(如帶螺紋圓柱體)的攪拌針伸入工件的接縫處,通過焊頭的高速旋轉(zhuǎn),使其與焊接工件材料摩擦,從而使連接部位的材料溫度升高軟化。同時(shí)對材料進(jìn)行攪拌摩擦來完成焊接的。焊接過程如圖所示。
在焊接過程中工件要?jiǎng)傂怨潭ㄔ诒硥|上,焊頭邊高速旋轉(zhuǎn),邊沿工件的接縫與工件相對移動。焊頭的突出段伸進(jìn)材料內(nèi)部進(jìn)行摩擦和攪拌,焊頭的肩部與工件表面摩擦生熱,并用于防止塑性狀態(tài)材料的溢出,同時(shí)可以起到清除表面氧化膜的作用。
在焊接過程中,攪拌針在旋轉(zhuǎn)的同時(shí)伸入工件的接縫中,旋轉(zhuǎn)攪拌頭(主要是軸肩)與工件之間的摩擦熱,使焊頭前面的材料發(fā)生強(qiáng)烈塑性變形,然后隨著焊頭的移動,高度塑性變形的材料逐漸沉積在攪拌頭的背后,從而形成攪拌摩擦焊焊縫。攪拌摩擦焊對設(shè)備的要求并不高,最基本的要求是焊頭的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動和工件的相對運(yùn)動,即使一臺銑床也可簡單地達(dá)到小型平板對接焊的要求。但焊接設(shè)備及夾具的剛性是極端重要的。攪拌頭一般采用工具鋼制成,焊頭的長度一般比要求焊接的深度稍短。應(yīng)該指出,攪拌摩擦焊縫結(jié)束時(shí)在終端留下個(gè)匙孔。通常這個(gè)匙孔可以切除掉,也可以用其它焊接方法封焊住。
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