摩擦焊原理、特点及应用范围

1.摩擦焊的原理

两个圆截面焊件摩擦焊接时的原理如图5-164所示。工件1夹持在可以高速旋转的夹头上。开始时，工件1高速旋转，然后工件2向工件1方向移动、接触，并施加一定的轴向压力，此时摩擦加热端面，当达到规定的摩擦变形量（即工件2的摩擦位移量）以后，立即停止工件1的旋转，同时对接头施加较大的顶锻压力。接头在顶锻压力的作用下产生一定的塑性变形，在保持一段时间以后，松开两个夹头，取出焊件，完成焊接过程。这是最普通的摩擦焊方法。

2.摩擦焊的特点

（1）优点

1）焊接时不需要填充金属。

图5-164 摩擦焊原理示意图

1、2—工件

n—转速 P—轴向压力（摩擦压力和顶锻压力）

2）焊接过程中不需要使用焊剂和保护气体。

3）焊接质量好巨稳定，废品率极低甚至无废品。

4）焊接生产率高，是闪光焊的4～6偌。

5）能保证焊件尺寸的精度，误差仅为零点几毫米。

6）焊机功率小，耗电量小（与闪光焊相比可省电70%～80%），焊件材料损耗少。

7）加工费用低。由于摩擦焊省电，金属焊接变形量小，接头在焊前不需清理，接头上的飞边有时可不必去除，焊接时不需要填充材料和保护气体，所以加工成本低。(www.xing528.com)

8）容易实现机械化、自动化，操作技术简单易学，劳动条件好。

9）工作场地卫生，没有火花、弧光及有害气体，没有环境污染。

（2）缺点

1）对非圆形截面的工件焊接较困难，所需设备较复杂；对盘状薄零件和管壁件，由于不易夹固，施焊也很困难。易碎材料不能进行摩擦焊。

2）由于受摩擦焊机主轴电动机功率和压力不足的限制，目前最大焊接工件的截面仅为200cm²。

3）摩擦焊机的一次性投资大，只有大批量集中生产时，才能降低焊接生产成本。

4）无损检验困难。

3.摩擦焊的应用范围

1）可用于焊接绝大多数金属及其合金，如图5-165所示。

图5-165 各种材料摩擦焊的焊接性

2）适合于难熔材料、复合材料、轻金属、粉末冶金材料、陶瓷和塑料等非导电材料，以及异种材料的焊接（钢-铝、铜-不锈钢、碳钢-不锈钢等）。

3）摩擦焊技术不仅在锅炉、压力容器、机械制造、汽车制造、石油及化工等生产领域得到应用，而巨在航空航天、核电设备、海洋开发等高新技术领域得到广泛的应用。