连续驱动摩擦焊的最佳焊接参数

不同类型的摩擦焊，其工艺参数内容各不相同。在锅炉、压力容器制造中，通常采用连续驱动摩擦焊，所以这里主要介绍连续驱动摩擦焊的焊接参数。

连续驱动摩擦焊的主要焊接参数有：摩擦速度、摩擦压力、摩擦时间、摩擦变形量、停车时间、顶锻压力和顶锻变形量。摩擦变形量和顶锻变形量是其他参数的综合反映。

（一）摩擦速度（转速）和摩擦压力

当焊件直径一定时，转速代表摩擦速度。转速和摩擦压力直接影响摩擦力矩、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。从质量观点看，转速（摩擦速度）不是关键因素，可以在一个相当宽的范围内变化仍能保证焊接质量。连续驱动摩擦焊的转速（摩擦速度）和摩擦压力的选用范围也很宽，它们不同的组合可得到不同的规范。常用的组合有两种，强规范和弱规范。强规范时，转速较低，摩擦压力较大，摩擦时间短；弱规范时，转速较高，摩擦压力较小，摩擦时间长。

（二）摩擦时间与摩擦变形量(www.xing528.com)

摩擦时间决定了接头摩擦加热过程的阶段和加热的程度，直接影响接头的加热温度、温度分布和焊接质量。摩擦时间短，摩擦表面加热不完全，不能形成完整的高速摩擦塑性变形层，接头上的温度和温度分布不能满足焊接的要求；摩擦时间长，接头温度分布宽，高温区金属容易过热，摩擦变形量大，消耗的加热能量多。在确定摩擦加热时间时，通常总是希望在摩擦加热过程中断的瞬时，接头上有较厚的变形层或较宽的高温金属区，较小的飞边。

摩擦速度和摩擦压力一定时，摩擦变形量与摩擦时间成正比。常常用摩擦变形量代替摩擦时间来控制摩擦的加热过程。焊接碳钢时，摩擦变形量通常在1～10mm范围内。

（三）顶锻压力与顶锻变形量

顶锻焊接过程是保证焊接质量的重要过程，顶锻压力要挤碎和挤出高速摩擦塑性变形层中的氧化了的部分和其他有害杂质，并使焊缝金属经受锻压，得到结合紧密的组织，而顶锻变形量正是顶锻压力作用结果的具体反映。顶锻压力小，变形量小，焊缝中有害杂质破碎、挤出不完全，焊缝金属封闭不好，往往存在疏松和未焊透等缺陷。顶锻量过大，顶锻变形量大，飞边大。顶锻压力的大小取决于焊件材料的高温性能、接头温度和温度分布、变形层的厚度以及摩擦压力。高温耐热钢如不锈钢和镍基合金焊接时需要较高的顶锻压力。焊件材料的高温强度高，需要的顶锻压力就大。接头的温度高，温度分布宽，特别是变形层厚，需要的顶锻压力就小。