压力焊之摩擦焊课件.ppt
- 【下载声明】
1. 本站全部试题类文档,若标题没写含答案,则无答案;标题注明含答案的文档,主观题也可能无答案。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
2. 本站全部PPT文档均不含视频和音频,PPT中出现的音频或视频标识(或文字)仅表示流程,实际无音频或视频文件。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
3. 本页资料《压力焊之摩擦焊课件.ppt》由用户(三亚风情)主动上传,其收益全归该用户。163文库仅提供信息存储空间,仅对该用户上传内容的表现方式做保护处理,对上传内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知163文库(点击联系客服),我们立即给予删除!
4. 请根据预览情况,自愿下载本文。本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
5. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007及以上版本和PDF阅读器,压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 压力 摩擦 课件
- 资源描述:
-
1、摩摩 擦擦 焊焊 摩擦焊是在轴向压力与扭矩作用下,利用焊接接触端摩擦焊是在轴向压力与扭矩作用下,利用焊接接触端面之间的相对运动及塑性流动所产生的摩擦热及塑性变面之间的相对运动及塑性流动所产生的摩擦热及塑性变形热使接触面及邻近区达到粘塑性状态并产生适当的宏形热使接触面及邻近区达到粘塑性状态并产生适当的宏观塑性变形,然后迅速顶锻而完成焊接的一种压焊方法。观塑性变形,然后迅速顶锻而完成焊接的一种压焊方法。摩擦焊的分类摩擦焊的分类相位控制摩擦焊相位控制摩擦焊线性摩擦焊摩擦焊原理摩擦焊原理(以(以4545圆棒连续驱动摩擦焊为例)圆棒连续驱动摩擦焊为例)连续驱动摩擦焊可分为摩擦加热过程与顶锻焊接过程两个过
2、程。连续驱动摩擦焊可分为摩擦加热过程与顶锻焊接过程两个过程。摩擦加热过程又可细分为四个阶段:摩擦加热过程又可细分为四个阶段:初始摩擦阶段初始摩擦阶段(t(t1 1) );不稳定摩擦阶段;不稳定摩擦阶段(t(t2 2) ) ;稳定摩擦阶段;稳定摩擦阶段(t(t3 3) ) ;停车阶段;停车阶段(t(t4 4) ) 。初始摩擦阶段初始摩擦阶段(t1) :由于工件端面不平,且存在氧化膜、铁锈、油:由于工件端面不平,且存在氧化膜、铁锈、油污等,使得摩擦系数很大。污等,使得摩擦系数很大。凸凹不平的表面迅速产生塑性变形和机械凸凹不平的表面迅速产生塑性变形和机械挖掘现象,破坏氧化膜,使摩擦界面出现同心圆痕迹
3、。挖掘现象,破坏氧化膜,使摩擦界面出现同心圆痕迹。圆心部位的相对旋转速度为零,外缘速度最大;摩擦压力在焊件断面上圆心部位的相对旋转速度为零,外缘速度最大;摩擦压力在焊件断面上呈双曲线分布,中心压力最大,外缘最小;温度沿径向分布不均匀,在呈双曲线分布,中心压力最大,外缘最小;温度沿径向分布不均匀,在压力和速度的综合作用下,从距圆心半径压力和速度的综合作用下,从距圆心半径23的部位温度率先上升。的部位温度率先上升。不稳定摩擦阶段不稳定摩擦阶段(t(t2 2) ):此阶段断面温度上升,实际摩擦接触面积此阶段断面温度上升,实际摩擦接触面积增大,加热功率迅速提高。但随着温度的增高,金属塑性增高,强度、增
4、大,加热功率迅速提高。但随着温度的增高,金属塑性增高,强度、韧性显著下降,因此摩擦加热功率又迅速降低到稳定值韧性显著下降,因此摩擦加热功率又迅速降低到稳定值d点。点。 加热功率和摩擦扭矩都在加热功率和摩擦扭矩都在c点呈现出最大值,对应温度上升到点呈现出最大值,对应温度上升到700左左右,在不稳定摩擦阶段末,升高到右,在不稳定摩擦阶段末,升高到12001300。这时摩擦表面的机。这时摩擦表面的机械挖掘现象减少,开始产生金属的粘结与剪断现象,断面全面接触。械挖掘现象减少,开始产生金属的粘结与剪断现象,断面全面接触。 稳定摩擦阶段稳定摩擦阶段(t(t3 3) ) 摩擦面温度继续升高并逐渐均匀化。金属
5、的粘结摩擦面温度继续升高并逐渐均匀化。金属的粘结现象减少,分子作用现象增强,加热功率稳定在一个较低的数值,摩擦现象减少,分子作用现象增强,加热功率稳定在一个较低的数值,摩擦变形量不断增大,变形层金属从摩擦表面挤出形成飞边。变形量不断增大,变形层金属从摩擦表面挤出形成飞边。 停车阶段停车阶段(t(t4 4) ): 停车阶段是摩擦加热过程至顶锻焊接过程的过渡阶停车阶段是摩擦加热过程至顶锻焊接过程的过渡阶段,在顶锻压力作用下,转速降低,摩擦扭矩增大,并再次出现峰值。段,在顶锻压力作用下,转速降低,摩擦扭矩增大,并再次出现峰值。接头中的高温金属被大量挤出,工件的轴向缩短量增大。接头中的高温金属被大量挤
6、出,工件的轴向缩短量增大。 顶锻焊接过程:顶锻焊接过程:包括包括纯顶锻阶段纯顶锻阶段(t(t5 5) ) 和和 顶锻维持阶段顶锻维持阶段(t(t6 6) )。在顶锻维持阶段,顶锻时间、顶锻压力和顶锻速度应相互配合,以获在顶锻维持阶段,顶锻时间、顶锻压力和顶锻速度应相互配合,以获得合适的摩擦变形量得合适的摩擦变形量lf 和顶锻变形量和顶锻变形量lu。 摩擦焊工艺参数摩擦焊工艺参数连续驱动摩擦的主要工艺参数为转速、摩擦压力、摩擦时间、摩连续驱动摩擦的主要工艺参数为转速、摩擦压力、摩擦时间、摩擦变形量、停车时间、顶锻时间、顶锻压力、顶锻变形量,其中擦变形量、停车时间、顶锻时间、顶锻压力、顶锻变形量,
7、其中摩擦变形量和顶锻变形量(总和为缩短量)是其他参数的综合反摩擦变形量和顶锻变形量(总和为缩短量)是其他参数的综合反映。映。转速与摩擦压力转速与摩擦压力 直接影响摩擦扭矩、摩擦加热功率、接头温直接影响摩擦扭矩、摩擦加热功率、接头温度场、塑性层厚度以及摩擦变形速度等,是摩擦焊接最主要的工度场、塑性层厚度以及摩擦变形速度等,是摩擦焊接最主要的工艺参数。艺参数。转速与变形层厚度、深塑区位置和飞边的关系转速与变形层厚度、深塑区位置和飞边的关系(19低碳钢棒,摩擦压力低碳钢棒,摩擦压力86MPa) 不同的转速与摩擦压力的组合,可以得到不同的焊接加热规范。不同的转速与摩擦压力的组合,可以得到不同的焊接加热
8、规范。摩擦焊接可选用的加热规范很宽,最常用的组合方式有两种:一摩擦焊接可选用的加热规范很宽,最常用的组合方式有两种:一种是强规范,即转速较低,摩擦压力大,摩擦时间短;另一种是种是强规范,即转速较低,摩擦压力大,摩擦时间短;另一种是弱规范,即转速较高,摩擦压力小,摩擦时间长。弱规范,即转速较高,摩擦压力小,摩擦时间长。 摩擦时间(或摩擦变形量)摩擦时间(或摩擦变形量) 摩擦时间决定了接头摩擦加热摩擦时间决定了接头摩擦加热过程,直接影响接头的加热温度、温度分布和焊接质量。摩擦终过程,直接影响接头的加热温度、温度分布和焊接质量。摩擦终了的瞬间,接头处应有较厚的变形层或较宽的高温金属区、接头了的瞬间,
9、接头处应有较厚的变形层或较宽的高温金属区、接头有较小的飞边。有较小的飞边。 停车时间停车时间 停车时间是转速由给定值下降到零所对应的时间,当停车时间是转速由给定值下降到零所对应的时间,当摩擦表面的变形层很厚时,停车时间要短,反之可以延长。摩擦表面的变形层很厚时,停车时间要短,反之可以延长。 顶锻压力(或顶锻变形量)顶锻压力(或顶锻变形量)顶锻压力的作用是挤碎和挤出变形顶锻压力的作用是挤碎和挤出变形层中的氧化金属,并促进接头晶粒细化。顶锻压力的大小取决于焊层中的氧化金属,并促进接头晶粒细化。顶锻压力的大小取决于焊接工件的材料性能、接头的温度高低及分布、变形层的厚度。接工件的材料性能、接头的温度高
10、低及分布、变形层的厚度。 摩擦焊的特点摩擦焊的特点 优点优点焊接接头质量高:属固相焊,避免了熔焊时的裂缝、气孔等缺焊接接头质量高:属固相焊,避免了熔焊时的裂缝、气孔等缺陷,接头组织致密,夹杂物呈弥散分布;陷,接头组织致密,夹杂物呈弥散分布;工件变形小,尺寸精度高;工件变形小,尺寸精度高;适合于大多数同种或异种金属的焊接;适合于大多数同种或异种金属的焊接;易于实现机械化、自动化;易于实现机械化、自动化;高效、节能、环保。高效、节能、环保。 缺点缺点焊件的结构形状与焊接位置受限;焊件的结构形状与焊接位置受限;对焊件的加工与夹持要求较高;对焊件的加工与夹持要求较高;接头有飞边,焊后需进行机械加工去除
11、;接头有飞边,焊后需进行机械加工去除;设备一次性投资费用高。设备一次性投资费用高。45#W8Co3N 高速钢 焊合区的显微焊合区的显微组织形态(焊组织形态(焊后退火淬火后退火淬火高温回火)高温回火) 摩擦焊的应用摩擦焊的应用 摩擦焊可以焊接大多数同种或异种金属。高温时,塑摩擦焊可以焊接大多数同种或异种金属。高温时,塑性良好的同种金属以及能够互溶、扩散的异种金属,都具性良好的同种金属以及能够互溶、扩散的异种金属,都具有良好的焊接性。高温强度高、塑性低、导热性好的材料有良好的焊接性。高温强度高、塑性低、导热性好的材料不容易焊接,如不锈钢不容易焊接,如不锈钢- -铜、硬质合金铜、硬质合金- -钢等。
12、活性金属钢等。活性金属(如钛、锆等)(如钛、锆等) 、淬硬性强的钢材、表面氧化膜不易破、淬硬性强的钢材、表面氧化膜不易破碎或有镀膜、渗层及摩擦系数小(如铸铁、黄铜等)的金碎或有镀膜、渗层及摩擦系数小(如铸铁、黄铜等)的金属很难焊接。属很难焊接。离合器筒体和轴套的组焊柴油发动机活塞涡轮推进器自行车轮叉铸钢为铸钢为100mm100mm300mm(300mm(旋转端旋转端) )和铸铝和铸铝100mm100mm600mm(600mm(移动端移动端) )兰州理工大学材料学院兰州理工大学材料学院 王希靖王希靖 剑桥焊接研究所已经在研究采用剑桥焊接研究所已经在研究采用LFW技术制造整体叶轮,技术制造整体叶轮
13、,并实现航空发动机轮毂与发动机体的整体焊接。西北工业大并实现航空发动机轮毂与发动机体的整体焊接。西北工业大学开展了整体叶盘学开展了整体叶盘LFW焊接过程中温度场、应力场的计算机焊接过程中温度场、应力场的计算机数值模拟及焊接过程的拟实分析与验证实验等工作。数值模拟及焊接过程的拟实分析与验证实验等工作。淝河汽车制造厂用双头摩擦焊机焊接后桥轴淝河汽车制造厂用双头摩擦焊机焊接后桥轴装夹卡盘装夹卡盘搅拌摩擦焊搅拌摩擦焊 搅拌摩擦焊搅拌摩擦焊是英国焊接研究所是英国焊接研究所19911991年推出的一项专利技年推出的一项专利技术术。焊接时高速旋转的搅拌头上的特形指棒钻入工件的接焊接时高速旋转的搅拌头上的特形
14、指棒钻入工件的接缝处,与工件摩擦生热,使被焊金属成塑性状态缝处,与工件摩擦生热,使被焊金属成塑性状态 , ,搅拌金搅拌金属形成一个旋转空腔属形成一个旋转空腔并并随摩擦头前移,被挤出的塑性金属随摩擦头前移,被挤出的塑性金属填入先前形成的空腔,冷却后即形成致密的焊缝。填入先前形成的空腔,冷却后即形成致密的焊缝。搅拌摩擦焊过程搅拌摩擦焊过程搅拌头扎入阶段搅拌头扎入阶段 是将具有一定转速的搅拌头缓慢扎入接合面是将具有一定转速的搅拌头缓慢扎入接合面内,在扎入过程结束时热循环温度达到最高。随着搅拌头沿焊缝内,在扎入过程结束时热循环温度达到最高。随着搅拌头沿焊缝方向行走,热循环温度迅速下降。方向行走,热循环
展开阅读全文