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摩擦焊在國內外的發(fā)展為什么非常迅速?攪拌摩擦焊接設備應用非常廣泛,這是由于它本身具有一系列的優(yōu)點。摩擦焊機公司分享這些優(yōu)點包括如下幾個方面:
1、接頭的焊接質量好、穩(wěn)定。我國用低溫摩擦焊生產的鋁銅過渡接頭,其廢品率低于0.01%;鍋爐廠采用摩擦焊代替閃光焊生產省煤器蛇形管,焊接的廢品率由原來的10%降低到0.001%。但是,我們通過對這些粘結、焊合現(xiàn)象的分析,有助于了解摩擦焊的實質。西德用摩擦焊代替閃光焊生產汽車排氣門,焊接的廢品率由原來的1.4%下降到0.04~0.01%。從以上例子可以看到,摩擦焊的廢品率非常低,是一般焊接方法的1%左右。
2、適于焊接異種鋼和異種金屬。摩擦焊不僅可以焊接普通的異種鋼,還可以焊接常溫和高溫機械、物理性能差別很大的異種鋼和異種金屬,如碳素結構鋼—高速工具鋼;銅—不銹鋼等。此外,還能很好地焊接那些產生脆性合金的異種金屬,如鋁—銅、鋁—鋼等。
3、焊件尺寸精度高。用摩擦焊生產的柴油發(fā)動機預燃燒室,全長的誤差為士0.1毫米。有些專用摩擦焊機可以保證焊件的長度公差為土0.2毫米,偏心度小于0.2毫米。因此,摩擦焊不僅用來焊接毛坯,而且還可以焊接裝配好的成品。
4、焊機功率小、省電能。摩擦焊和閃光焊相比較,節(jié)省電能為80~90%左右。
5、摩擦焊的工作場地衛(wèi)生,沒有火花、弧光及有害氣體,有利于環(huán)境保護,適于和其他先進的金屬加工方法一起用于自動生產線 。
摩擦焊接在航空航天工業(yè)與汽車工業(yè)中的應用,摩擦焊接以其、、節(jié)能、無污染的技術特色,摩擦焊機廠家在航空、航天、核能、汽車、電力、海洋開發(fā)、機械制造等新技術和傳統(tǒng)產業(yè)部門得到了愈來愈廣泛的應用。
(1)航空航天工業(yè)
隨著現(xiàn)代航空發(fā)動機的不斷更新,其主要性能指標推重比亦不斷提高。同時對發(fā)動機的結構設計、材料及制造工藝均提出了更高的要求。在進行軌道式振動摩擦焊接時,上部的工件以固定的速度進行軌道運動——向各個方向的圓周運動。從70年代起,以美國GE公司為代表,在航空發(fā)動機轉子部件(盤 盤、盤 軸)制造中,成功地采用了慣性摩擦焊接技術。美國T e x t r o n L y c o m i n g公司生產的新型大功率T 55渦輪噴氣發(fā)動機的前盤與前軸、后軸的連接都是采用盤 軸一體的摩擦焊接結構。P&W公司將摩擦焊接列為80年代發(fā)動機制造中的五項重大焊接技術之一;德國M T U公司正在開展高壓壓氣機轉子等大型部件的摩擦焊接技術研究;法國海豚發(fā)動機也將摩擦焊接推廣應用于減速器錐形齒輪的焊接,等等。國外一些先進的航空發(fā)動機制造公司已將摩擦焊接作為焊接高推重比航空發(fā)動機轉子部件的主導的、典型的和標準的工藝方法。普遍認為摩擦焊是可靠、再現(xiàn)性好和可信賴的焊接技術。
在飛機制造中,摩擦焊接也展現(xiàn)了新的應用前景。AI SI 4340超高強度鋼因其具有高的缺口敏感性和焊接脆化傾向,當用來制造飛機起落架時,國外規(guī)定不允許采用熔化焊接方法施焊,已成功地進行了4340管與4030鍛件起落架、拉桿的摩擦焊接。
某航天飛機三部發(fā)動機上1800個高溫合金噴射器柱全部是由摩擦焊接方法焊接到發(fā)動機上的。
(2)汽車工業(yè)
國外在汽車零配件規(guī)?;a中,摩擦焊接技術占有較重要的地位。據不完全統(tǒng)計,美國、德國、日本等工業(yè)發(fā)達國家的一些汽車制造公司,已有百余種汽車零配件采用了摩擦焊接技術。
摩擦焊,是指利用工件接觸面摩擦產生的熱量為熱源,使工件在壓力作用下產生塑性變形而進行焊接的方法。在近代的金屬加工中,焊接比鑄造、鍛壓工藝發(fā)展較晚,但發(fā)展速度很快。 [1] 在壓力作用下,是在恒定或遞增壓力以及扭矩的作用下,利用焊接接觸端面之間的相對運動在摩擦面及其附近區(qū)域產生摩擦熱和塑形變形熱,使及其附近區(qū)域溫度上升到接近但一般低于熔點的溫度區(qū)間,材料的變形抗力降低、塑性提高、界面的氧化膜破碎,在頂鍛壓力的作用下,伴隨材料產生塑性變形及流動,通過界面的分子擴散和再結晶而實現(xiàn)焊接的固態(tài)焊接方法。