搅拌摩擦焊容器外壳搅拌摩擦焊三虹重工焊接自动化

搅拌摩擦焊的混合行为 图 5 示出的是异种材料的搅拌摩擦焊 Al6061和 Al2024 铝合金搭接接头的横截面金相图 (其中黑色部分为 Al2024 铝合金材料) 。 从图 5 中位置 A 和位置 B ,可以明显地观察到 ,无论在焊缝的前进面还是回转面 ,都存在非常精细的 Al6061 和 Al2024 铝合金的薄层间混结构。 然而 ,在搅拌头肩台的正下方区域 ,如图 6 中的位置 C 处 ,却没有观察到明显的Al6061 铝合金和 Al2024 铝合金的薄层间混结构。另外在 Al6061 和 Al2024 铝合金的薄层间混结构中的相互界面位置存在可以忽略的化学混合和热扩散混 合。 这 样 的 类 似 结 果 , 在 Al6082/ Al5083 和Al 2024/ Al6061异种材料的对接搅拌摩擦焊试验中也 得 到 了 证 实[8 ] 。 Murr 等[9 ,10 ] 在 Al 6061/ Cu、Al 6061/ Cu、Al 2 024/ Al 6061、Al 2024/ Al 1100 和 Al2024/ Al 7039 异种材料搅拌摩擦焊试验中得到的螺旋以及涡旋间混结构进行了仔细分析 ,认为材料的屈服强度上的差别影响了材料的动态再结晶 ,从而造成了异种材料薄层结构间的超塑性流变 ,而且所有的层状混合出现的温度都小于 0. 7 Tm ( Tm 是铝合金母材的熔点) 。 摩擦焊——混合型旋转摩擦焊 混合型旋转摩擦焊是连续驱动摩擦焊和惯性摩擦焊的结合。这类焊机的特点是：断开驱动源之后，可以施加和不施加动力；采用直流或交流变速驱动，不需要离合器和制动器；配有比例液压控制器，能使压力平稳的升降；通过控制减速时间和顶锻力上升时间，可以得到接近于惯性摩擦焊或连续驱动摩擦焊的接头质量；可以用同一吨位的焊机焊接更大的工件；对于不同的工件也不需要更换飞轮。 摩擦焊的6个阶段 1.初始摩擦阶段 由于摩擦焊接表面总是凹凸不平，加之存在有氧化膜、锈、油、灰尘以及吸附的气体等，所以，显示出的摩擦因数很小，随着接触后摩擦压力的逐渐增加，摩擦加热功率也逐渐增加。 在不稳定摩擦阶段，凹凸不平互相压入的表面迅速产生塑性变形和机械挖掘现象，表面不平会引起振动，空气也可能进入摩擦表面。 2.不稳定摩擦阶段 摩擦破坏了待焊面的原始状态，未受污染的材质相接触，真实的接触面积增大，材质的塑性、韧性有较大提高、摩擦因数增大、摩擦加热功率提高、达到峰值后，又由于界面区温度的进一步升高、塑性增大和强度下降，加热功率又迅速降低。在这个阶段，摩擦变形量开始增大，并以飞边的形式出现。 在不稳定摩擦阶段，机械挖掘现象减小，振动减小，表面逐渐平整，出现高温塑性状态金属颗粒的“粘结”现象，而粘结在一起的金属又受扭力矩而剪断，并相互过渡。接触良好的塑性金属封闭了摩擦表面，使之与空气隔绝。 3.稳定摩擦阶段 在这个阶段，材料的粘结现象减少，分子作用现象增强，摩擦因数很小，摩擦加热功率稳定在较低的水平。变形层在力的作用下，不断从摩擦表面挤出，摩擦变形量不断增大，飞边也增大，与此同时，又被附近高温区的材料所补充而处于动态平衡之中。 4.停车阶段 这个阶段，伴随工件间相对运动的减慢和停止，摩擦扭矩增大，界面附近的高温材料被大量挤出，变形量亦随之增大，具有顶锻的特点，为了得到牢固的结合，停车时间要严格控制。 5.纯顶锻阶段 是指从工件停止相对运动到顶锻力上升到顶峰值所对应的阶段。顶锻力、顶锻速度和顶锻变形量对焊接质量具有关键性的影响。 6.顶锻维持阶段 是指顶锻力达到较大值到压力开始撤除所对应的阶段。 从停车阶段开始到顶锻维持阶段结束，变形层和高温区的部分金属被不断的挤出，焊缝金属产生变形、扩散以及再结晶，终形成了结合牢固的接头。