摩擦焊搅拌工具包括搅拌头和安装块,搅拌头与安装块底端开设的凹槽穿插连接,凹槽的两侧槽壁均开设有通孔,两个通孔的内部均穿插连接有L型柱,两个L型柱的一端分别与搅拌头两侧开设的第二凹槽穿插连接,两个L型柱的另一端均固定安装有滑块,两个滑块与安装块内部两侧开设的滑槽滑动连接,安装块的两侧均开设有螺纹孔,两个螺纹孔的内部均螺纹连接有螺杆。通过搅拌头两侧开设的第二凹槽与L型柱的一端穿插,并通过旋转按钮控制L型柱的伸缩,便于搅拌的头的安装和拆卸,当搅拌头磨损后,便于及时的更换搅拌头,提高搅拌摩擦焊接时的焊接效率。通过设置在轴肩与搅拌针的连接端面上的螺旋引流槽和设置在搅拌针上的导流槽,能够有效避免焊料飞溅。摩擦焊搅拌工具可以对焊缝金属材料施加焊接锻压力。广州紫铜摩擦焊搅拌工具定制
摩擦焊搅拌工具中待焊的一对工件中,一件夹持于旋转夹具,称为旋转工件,另一件夹持于移动夹具,称为移动工件。焊接时,旋转工件在电机驱动下开始高速旋转,移动工件在轴向力作用下逐步向旋转工件靠拢,两侧工件接触并压紧后,摩擦界面上一些微凸体首先发生粘接与剪切,并产生摩擦热。随着实际接触面积增大,摩擦扭矩迅速升高,摩擦界面处温度也随之上升,摩擦界面逐渐被一层高温粘塑性金属所覆盖。此时,两侧工件的相对运动实际上已发生在这层粘塑性金属内部,产热机制已由初期的摩擦产热转变为粘塑性金属层内的塑性变形产热。广州紫铜摩擦焊搅拌工具定制摩擦焊搅拌工具作为搅拌摩擦焊技术所必需的焊接工具,是该技术的关键和中心技术之一。
摩擦焊搅拌工具旋转速度与焊接速度的比值直接表征了焊接热输入量的大小,即线能量密度n,表示焊接单位长度的旋转速度。载流搅拌摩擦焊接是针对传统搅拌摩擦焊接存在的产热不足而造成焊接范围局限的问题而提出的。作为载流搅拌摩擦焊接的中心技术之一,摩擦焊搅拌工具的设计对塑性材料的流动和接头的力学性能紧密相关。在搅拌摩擦焊接过程中,摩擦焊搅拌工具承受高温、顶锻压力、摩擦扭矩、行进阻力等联合作用,长时间加工会导致摩擦焊搅拌工具失效,缩短寿命。磨损会对摩擦焊搅拌工具的寿命产生影响,是摩擦焊搅拌工具失效的主要方式之一。
摩擦焊搅拌工具包括依次连接的刀柄,轴肩部和搅拌针,搅拌针在其针尖的底部设有至少一组凸台,搅拌针呈圆台设置,搅拌针的直径由与轴肩部连接处到远离轴肩部方向逐渐减小。搅拌针底部连接有1组或多组凸台,单组以偏心的方式呈现,多组以围绕搅拌针轴线均布的方式呈现,保证下部材料的流动特性和发热量。解决异种材料(铝,钢;铝,有机复合材料等)搅拌摩擦焊接时材料的流动,温度特性差异问题,尤其适应上下异种材料的搭接焊。拌摩擦焊接工具包括由夹持区,过渡区和轴肩构成的工具头本体,轴肩的端面上安装有可拆卸的搅拌针。摩擦焊也常用於异种金属焊接,如铝与铜﹑钢﹑镍﹑镁合金﹔铜与钢﹑银等。
在搅拌摩擦焊过程中,摩擦焊搅拌工具是单一与工件直接接触的部分,除了摩擦焊搅拌工具的尺寸、形状、焊接参数会影响焊接的然后效果外,摩擦焊搅拌工具材料也会对焊接质量产生重要影响。摩擦焊搅拌工具的材料不只决定了摩擦焊搅拌工具摩擦加热的速率、操作温度、工具强度,还决定了可用搅拌摩擦焊焊接何种材料。对于高熔点、髙强度的材料如钢、钛、钛合金、镍基合金的搅拌摩擦焊,其焊接温度可达0.8Tm(如钛合金的FSW温度接近1334℃)[2,6]。在焊接钢等髙强度合金时,摩擦焊搅拌工具在1000℃时的强度至少大于400MPa才不至于失效。普通的钢在500~600℃会发生软化,在高温下不具备一定的刚度和强度,显然不适用于高温材料的焊接。摩擦焊是一种节能、低耗的连接工艺。广州紫铜摩擦焊搅拌工具定制
摩擦焊搅拌工具可进行多种位置焊接,如平焊,立焊,仰焊和俯焊。广州紫铜摩擦焊搅拌工具定制
在摩擦焊搅拌工具的使用中,当搅拌头旋转速度一定时,如果焊接速度较低则会导致搅拌头与焊件界面摩擦产生大量热,使得输入较高;同时从工程实际角度来看,焊接速度太慢会导致生产效率不高。如果焊接速度高于特定值时,会导致材料塑性流动不充分,填充因搅拌针前行而生成的空腔的能力变弱,软化材料不能很好的填充空腔,在焊缝内易形成一条狭小且与焊接方向相平行的疏松孔洞缺陷,极大的降低接头强度,影响焊接质量。搅拌摩擦焊是一种将摩擦热作为热源的焊接方法,因此,评价焊接接头质量好坏直接、有效的参数是焊接热输入。焊接工艺参数和搅拌头的几何形状对焊接压紧力和摩擦力具有较大影响。广州紫铜摩擦焊搅拌工具定制