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关于搅拌摩擦焊你想知道的都在这

2022-12-02 11:17:42

搅拌摩擦焊是指在焊接过程中,焊件被加热到高于焊接温度,在焊件与模具之间产生摩擦力的情况下进行焊接的一种方法。根据其工作原理,搅拌摩擦焊可以分为两类:即非接触式搅拌摩擦焊。从焊件质量方面看,两种方法都能满足标准要求,但非接触式搅拌摩擦焊焊件表面会有残留熔核形成、焊缝成型不好、表面粗糙度大等缺陷。如果不采用特殊的工艺措施如:采用热传导方式或特殊的冷却装置将焊缝热量散发到大气中去等,则能有效地解决上述问题。例如一种方法是将工件预热后放入预热罐中使其温度达到焊接要求的温度再进行焊接;另一种方法是在工件上涂覆一层助粘剂,使其与待焊的工件表面粘结在一起,然后将焊件放入预热罐中用高温火焰加热,并使工件熔化后进行搅拌摩擦电弧焊接。
 
常用术语解释
 
(1)前进侧(Advancing Side, AS)和后退侧(Retreating Side, RS):以搅拌摩擦焊缝中心为界,焊缝分为两侧,它由焊具的旋转方向和前进方向所决定。在焊缝的前进侧,焊具的旋转方向与焊具的前进方向相一致;而在焊缝的后退侧,焊具的旋转方向与焊具的前进方向相反。
 
作用:在前进侧有部分材料向前流动,也有部分材料向后流动,并在该侧发生较大的混合;而在后退侧的材料只是向后流动,且有部分材料进入前进侧。焊具前上部区域的塑化金属主要向下流动,焊具前下部区域的塑化金属主要沿焊具由后退侧向前进侧流动;焊具后部区域上层的塑化金属有向前、向上流动的趋势,焊具附近中下部区域的塑化金属向下、向后流动。
 
(2)焊具或搅拌头(Welding Tool):用于搅拌摩擦焊接的特制焊接工具称为搅拌摩擦焊具,简称焊具或搅拌头。搅拌摩擦焊具由针部(Pin)和肩部(Shoulder)组成,二者又称搅拌针和轴肩。
 
作用:轴肩—通过摩擦提供焊接区材料塑化所需的热能。轴肩端部形状是内凹的,可保证其下方的软化材料在焊接过程中受到向内的作用力并发生聚集,防止已经塑性化的材料从焊接区中溢出,并对搅拌针后方所形成的空腔进行填充,保证焊缝良好成形。搅拌针—除了通过摩擦提供焊接所需的一部分热量外,主要是机械地破坏待焊母材原有的对接面,并使附近区域受到强烈的搅拌,造成对接表面及其附近材料的充分混合,形成具有大变形特征的、由细小等轴晶粒组成的焊核。
 
(3)焊核区(Weld Nugget Zone, WNZ):焊缝中心部分称为焊核区,该区域在焊具强烈搅拌摩擦作用下发生显著的塑性变形和完全的动态再结晶,形成细小、等轴晶粒的微观组织。
 
(4)热力影响区(Thermal-Mechanically Affected Zone, TMAZ):邻近WNZ的外围区域为TMAZ,在焊具的热力作用下发生塑性变形和部分再结晶,形成由弯曲而拉长晶粒组成的微观组织。
 
(5)热影响区 (Heat Affected Zone, HAZ):TMAZ以外的部分区域为HAZ,没有受到焊具的机械搅拌作用,只在摩擦热的作用下发生晶粒长大现象,形成较为粗大的微观组织。