攪拌摩擦焊的原理為把一個(gè)高速旋轉(zhuǎn)的攪拌工具插入待焊金屬之間,并使攪拌工具以一定速度向前運(yùn)動(dòng)(通常,攪拌頭相對(duì)于焊縫垂線偏向回轉(zhuǎn)側(cè)2.5°~5°),通過軸肩及攪拌針的旋轉(zhuǎn)使被焊金屬加熱到塑性狀態(tài)(焊接時(shí)溫度低于熔點(diǎn),約為熔點(diǎn)的80%),而攪拌工具向前移動(dòng),擠壓、攪拌塑性材料,使塑性材料形成一個(gè)穩(wěn)定的流場(chǎng),在攪拌頭移過的部位,隨著攪拌工具的移動(dòng),溫度逐漸冷卻凝固形成焊縫。 其工作原理如圖所示。
1、攪拌摩擦焊接技術(shù)特點(diǎn):
1)無熱裂紋、無夾雜無氣孔等缺陷
2)利用自動(dòng)化機(jī)械設(shè)備焊接,一鍵啟動(dòng)
3)無需對(duì)待焊產(chǎn)品進(jìn)行特殊處理
4)綠色焊接,無煙塵飛濺等缺陷
5)焊接變形小,焊縫性能接近母材
單板的對(duì)接焊縫(1-50mm);
多層板和板的對(duì)接焊縫;
搭接焊縫、“T”型焊縫和角焊縫;
筒體的縱向、環(huán)向焊縫;
鋁合金擠壓、空心型材焊接;
空間曲線、曲面焊接。
4、攪拌摩擦焊接焊接方式:
焊接方式 焊接厚度 焊接材料 備注
焊縫 1-50mm 鋁合金、鎂合金
2-30mm 銅合金
雙軸肩 2.5-30mm 鋁合金、鎂合金
可回抽焊接 1-40mm 鋁合金、鎂合金
靜軸肩焊接 1-50mm 鋁合金、鎂合金
靜軸肩焊:軸肩與攪拌針分開。焊接時(shí),攪拌針單獨(dú)轉(zhuǎn)動(dòng),軸肩在待焊材料表面發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)。與傳統(tǒng)的攪拌摩擦焊接工藝相比,靜軸肩攪拌摩擦焊可以減低焊接時(shí)的熱輸入,獲得厚度方向上的均勻熱梯度,進(jìn)而改善接頭的表面質(zhì)量。靜軸肩攪拌摩擦工藝適用于鋁合金厚板、鈦合金等熱傳導(dǎo)率較低的材料的焊接。
雙軸肩焊:作為一種新型的攪拌摩擦焊接方式,是對(duì)傳統(tǒng)攪拌摩擦焊接技術(shù)的一種補(bǔ)充。雙軸肩自支撐技術(shù)可以同時(shí)對(duì)工件的上表面和下表面進(jìn)行焊接,從根本上消除了未焊透或根部缺陷等問題。
可回抽焊:是在攪拌摩擦焊的焊縫末尾,使攪拌針逐漸回抽,實(shí)現(xiàn)焊縫“無匙孔”攪拌摩擦焊接,是傳統(tǒng)攪拌摩擦焊接方式一種有效補(bǔ)充。
點(diǎn)焊:是在攪拌摩擦焊基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型焊接技術(shù)。同傳統(tǒng)的單點(diǎn)連接方法(電阻點(diǎn)焊、鉚接等)相比,攪拌摩擦點(diǎn)焊不需要大功率電源和冷卻裝置,不需附加材料,具有能耗小、成本低、節(jié)材減重等優(yōu)點(diǎn)。