一、什么是摩擦焊接技術(shù)
摩擦焊作為近年來(lái)焊接的“大熱門(mén)”，是利用工件接觸面相互摩擦所產(chǎn)生的摩擦熱和塑形變形熱，使其界面附近區(qū)域溫度上升到接近但低于熔點(diǎn)的溫度區(qū)間，使工件在壓力作用下產(chǎn)生塑性形變就流動(dòng)，通過(guò)界面分子擴(kuò)散和再結(jié)晶而實(shí)現(xiàn)焊接方法。
摩擦焊的第二技術(shù)方向，那就是攪拌摩擦焊
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攪拌摩擦焊（簡(jiǎn)稱(chēng)FSw）是利用一種特殊形式的攪拌頭邊旋轉(zhuǎn)邊前進(jìn)，通過(guò)攪拌頭與工件的摩擦產(chǎn)生熱量，摩擦熱使該部位金屬處于熱塑性狀態(tài)，并在攪拌頭的壓力作用下從其前端向后端塑性流動(dòng)，從而使待焊件壓焊為一個(gè)整體。摩擦焊可以方便地連接同種或異種材料，包括金屬、部分金屬基復(fù)合材料、陶瓷及塑料。由于其生產(chǎn)率高、質(zhì)量好在制造業(yè)中已獲得了廣泛的工程應(yīng)用。
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經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的技術(shù)應(yīng)用，我們發(fā)現(xiàn)摩擦焊具有以下這些優(yōu)勢(shì)：
1.焊接過(guò)程中質(zhì)量控制良好，基本上能達(dá)到100%的合格率。另外，由于利用焊接表面的相互摩擦作為熱源，整個(gè)表面同時(shí)被加熱，焊接時(shí)間極短，熱影響區(qū)小，因此，只要合理地選擇焊接規(guī)范，焊機(jī)設(shè)計(jì)得當(dāng)，焊接規(guī)范的重現(xiàn)性好，就完全可以避免裂紋、氣孔及未溶透等熔化焊時(shí)所常見(jiàn)的缺陷，從而得到均勻一致的接頭質(zhì)量。
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(jī)械、物理性能差別很大的異種鋼和異種金屬，如碳素結(jié)構(gòu)鋼—高速工具鋼；銅—不銹鋼等。此外，還能很好地焊接那些產(chǎn)生脆性合金的異種金屬，如鋁—銅、鋁—鋼等。
3.焊接過(guò)程不需要填充焊絲和惰性氣體保護(hù)。
4.焊前不需要開(kāi)坡口和對(duì)材料表面作特殊的處理。
5.焊接過(guò)程中母材不熔化。
6.有利于實(shí)現(xiàn)全位置焊接以及高速連接。
摩擦焊接以優(yōu)質(zhì)、高效、節(jié)能、無(wú)污染的技術(shù)特色，在航天航空、核能汽車(chē)、機(jī)械制造等領(lǐng)域得到了越來(lái)與多的應(yīng)用，它受到了工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的高度重視，并投入大量的資金用于技術(shù)開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，并普遍認(rèn)為摩擦焊是可靠、再現(xiàn)性好和可信賴(lài)的焊接技術(shù)。
航空領(lǐng)域空客A380發(fā)動(dòng)機(jī)制造中就有使用摩擦焊接技術(shù)來(lái)生產(chǎn)，其發(fā)動(dòng)機(jī)燃油效率比競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手提高了1/4，同時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)首次返修時(shí)間、設(shè)備總壽命長(zhǎng)度均大大延長(zhǎng)。對(duì)于所有內(nèi)燃機(jī)曲軸類(lèi)零件，如采用摩擦焊接，則能更高效、高質(zhì)、低成本、精益化生產(chǎn)。
借助于摩擦焊優(yōu)秀的焊接性能表現(xiàn)，此項(xiàng)技術(shù)也可很好完成各類(lèi)修補(bǔ)作業(yè)，如關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件開(kāi)裂、鈑金孔位錯(cuò)誤、鑄造缺陷、淬火開(kāi)裂等問(wèn)題。摩擦塞補(bǔ)焊是一種固相焊接工藝，焊接速度快，熱影響區(qū)小，修補(bǔ)強(qiáng)度達(dá)到本體強(qiáng)度90％以上，且修補(bǔ)過(guò)程全自動(dòng)化，質(zhì)量可靠，焊接件滿足高標(biāo)準(zhǔn)使用要求，減少材料、零件報(bào)廢的經(jīng)濟(jì)和工期損失。
除了上述的優(yōu)勢(shì)，該技術(shù)還能夠保證焊件的尺寸精度和幾何精度。摩擦焊機(jī)實(shí)際上相當(dāng)于一臺(tái)帶有加壓機(jī)構(gòu)的車(chē)床，按照現(xiàn)代機(jī)床的設(shè)計(jì)及制造技術(shù)來(lái)講，使它具有足夠的精度及剛性并不困難。此外，再采用適當(dāng)?shù)目刂品椒?，可使焊件在焊接后的長(zhǎng)度誤差小于±0.2毫米，偏心度可在0.2毫米之內(nèi)。由于這些技術(shù)優(yōu)勢(shì)，該項(xiàng)技術(shù)目前在新能源汽車(chē)應(yīng)用很廣。比如特斯拉的電機(jī)殼水冷，如果通過(guò)鋁焊、氫弧焊等等進(jìn)行焊接，工藝繁瑣而且報(bào)廢率高。而使用摩擦焊接技術(shù)只需要前期簡(jiǎn)單的加工，即可摩擦焊接完成水冷內(nèi)循環(huán)。既可以實(shí)現(xiàn)同種類(lèi)材料的無(wú)氣孔焊接，也能完美適應(yīng)異類(lèi)材料的焊接，工作效率高，質(zhì)量好還不需要耗材的焊接技術(shù)，看到了這里相信大家對(duì)摩擦焊接已經(jīng)有了大致的了解，隨著人們對(duì)摩擦焊接技術(shù)的不斷開(kāi)發(fā)于工程化實(shí)踐，其應(yīng)用必將越來(lái)越廣泛。
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