神奇,這兩個工件就這樣被「結合」到了一起!

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正如視頻中所示,兩工件之間通過摩擦,自動焊接到了一塊,這就是「摩擦焊接」——一種純物理式的固態焊接技術。除了視頻中展示的之外,摩擦焊接中一旦確定正確的焊接參數之後,技工即可操縱焊機工作。其優點包括:

1、快速、靈活

2、焊接過程穩定並且可復驗

3、焊接質量優異,不必依賴熟練焊工

4、可將準備工作量降到最低

5、無需焊劑或保護氣體

6、對環境有利,不會產生焊接煙氣或其它氣體。

https://www.zhihu.com/video/924569213983653888

應用場景

焊接雙金屬零件

圖1

摩擦焊接工程機械傳動部件

圖2

摩擦焊接生產鑽桿、鑽具

圖3

摩擦焊實現多種材料與銅合金的複合

圖4

摩擦焊接生產石油鑽桿

圖5

摩擦焊實現多種材料與鎳基超級合金的複合

圖6

航空航天領域摩擦焊接應用

圖7

理論時間

工作原理

摩擦焊是實現焊接的固態焊接方法。摩擦焊接過程中,工件在壓力的作用下發生機械接觸,同時由於工件間的轉動或相對運動會導致摩擦熱的產生和摩擦面原子發生塑性位移。在壓力和摩擦熱的共同作用下,焊件摩擦面附近的原子被激活(原子擴散加劇,表面氧化層和污染物被擠出),進而發生遷移形成連接。

工作過程

摩擦焊接過程包括四個階段:

1、將焊接工件近焊接環;

2、使焊接工件與填充環接觸,並使焊接環開始旋轉;

3、軸向壓力開始上升,從而使溫度升高,直至達到鍛造溫度;

4、焊接環停止旋轉並施以最後的鍛造力。

工作詳解

第二個階段為干摩擦階段,此時使焊接組件在最初的低壓下開始接觸,以清理端面,使之達到預熱程度,並在第三個階段開始之前減小摩擦係數。本階段需要持續一段時間。因為此時摩擦係數頗大,故需頗大的功率來旋轉焊接圓環。

第三階段壓力開始升高,焊接組件之間的摩擦加大。施焊材料變得脆弱並呈現流淌狀態,即形成燒化的現象。材料的熔化使污物從焊縫界面上清除掉。當預先設置的短管到達限定的位置時,本階段的工作結束,旋轉應儘可能快的停止。

第四個階段即最後一個階段,壓力會上升到足以使焊接組件達到能鍛接在一起的程度。由於沒有熱輸入,該階段可對接合件進行附加的機械加工,以促進顯微組織的進一步精細化。可藉助液壓缸或氣動錘衝擊管端的方式施加鍛造壓力。本階段一旦結束,焊接過程便宣告完成,便可將焊接工件立即拆卸。

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