要在1000℃甚至1200℃以上保证摩擦焊搅拌工具连续工作数小时而不失效,这就需要摩擦焊搅拌工具具有足够的高温性能。因此,用作摩擦焊搅拌工具的理想材料需在高温下具备以下性能:耐高温、耐磨损,髙强度,尺寸稳定性和蠕变抗力好;高的断裂韧性,低的韧脆转变温度,以抵抗疲劳和断裂;与母材之间尽量低的摩擦系数,以获得平滑的焊接表面;有足够的热疲劳强度来承受不断重复的加热和冷却循环;具有一定的化学惰性,与母材不发生化学反应;加工性能良好;造价合适,经济实用。工具钢、模具钢因为其价格低廉,获取方便,且加工容易,性能适中,是焊接镁、铝、铅等低熔点金属较常用的的摩擦焊搅拌工具材料。虽然其在高温下易软化的性质并不适用于髙强度材料的焊接,但是在镁、铝与钢、钛的异种材料搅拌摩擦焊上有大量应用。摩擦焊搅拌工具能使塑化材料产生良好的塑性流动和转移。江苏刀柄搅拌工具报价
在使用摩擦焊搅拌工具时,待接部位的材料必须达到塑化状态,且在摩擦力(剪力)作用下产生塑性变形。待焊区全过程必须受到压力,前期用于生热,后期使材料塑性流变以利于连接区的金属扩散和再结晶。工件主要是棒料,其接头只限于端面对接。通过两工件待接面之间相对旋转的摩擦运动产生焊接所需的热。利用工件接触面摩擦产生的热量为热源,使工件在压力作用下产生塑性变形而进行焊接。在压力作用下,是在恒定或递增压力以及扭矩的作用下,利用焊接接触端面之间的相对运动在摩擦面及其附近区域产生摩擦热和塑形变形热,使及其附近区域温度上升到接近但一般低于熔点的温度区间,材料的变形抗力降低、塑性提高、界面的氧化膜破碎。江苏刀柄搅拌工具报价相对传统熔焊,摩擦焊具有焊接接头质量高,能达到焊缝强度与基体材料等强度。
摩擦焊搅拌工具在顶锻压力的作用下,伴随材料产生塑性变形及流动,通过界面的分子扩散和再结晶而实现焊接的固态焊接。能够很好的帮助机械能转化为热能;材料塑性变形;热塑性下的锻压力;分子间扩散再结晶。摩擦焊搅拌工具相较传统熔焊较大的不同点在于整个焊接过程中,待焊金属获得能量升高达到的温度并没有达到其熔点,即金属是在热塑性状态下实现的类锻态固相连接。相对传统熔焊,使用摩擦焊搅拌工具能达到焊缝强度与基体材料等强度,焊接效率高、质量稳定、一致性好,可实现异种材料焊接等。
使用摩擦焊搅拌工具时,要将待焊工件以对接形式放置在焊接平台上,并将工件夹紧固定;调节双轴肩搅拌摩擦焊头的搅拌针对准工件的对接处,然后调节超声工具头与下轴肩处于同轴位置,并使超声工具头与下轴肩在焊接过程中处于压紧状态;先启动双轴肩搅拌摩擦焊头,随后启动超声波发生器,当搅拌针与超声工具头处于稳定耦合状态时,使二者相对于工件同步移动,形成搅拌摩擦焊焊缝,实现焊接。能够很好的提高超声能量的利用率,保证焊接接头质量。通过带有孔槽与支撑平台的超声工具头与工件背部待焊区直接接触,工具头提供支撑作用且直接将超声能量施加于搅拌针周围的塑性剪切层内。摩擦焊搅拌工具可以使材料在压力作用下扩散连接形成固相接头。
摩擦焊搅拌工具不只可大幅度减小飞边的尺寸,也提高了焊缝承载能力;搅拌头内的冷却介质通过重力与充入的压力从搅拌头的轴向冷却孔进入,较大降低了制造精度,节约成本。摩擦焊接工具包括中空结构的搅拌头,设于搅拌头中空结构中的可转动且可伸缩于搅拌头中的搅拌针,搅拌头与搅拌针的轴线重合,在搅拌头的轴肩上设置有锻压凸台,该锻压凸台的高度低于搅拌针伸出搅拌头后搅拌部分的长度。在整个焊接过程中,不必在设备上设置倾角调节机构,降低焊接设备复杂性,将搅拌头轴肩与被焊材料平面法线的角度为0°,从而实现无倾角搅拌摩擦焊接,采用无倾角搅拌摩擦焊技术焊接平面二维时,在焊缝转弯处不需要调节搅拌头角度,减少焊接工序,同时不必在设备上设置倾角调节机构,降低焊接设备复杂性,提高焊接效率。由于摩擦焊生产率高、质量好获得了普遍的工程应用。江苏刀柄搅拌工具报价
摩擦焊的优点:在摩擦焊过程中,焊件表面的氧化膜与杂质被去除。江苏刀柄搅拌工具报价
摩擦焊搅拌工具的一级填充修复是指选取直径与圆柱形匙孔直径相同、厚度为1〜20毫米的一级填充片(12)填入匙孔的下部;摩擦焊搅拌工具选用搅拌针直径小于一级填充片直径I毫米或I毫米以下的搅拌头和与之匹配的静止轴肩;将静止轴肩套在搅拌头上;然后使搅拌头以50〜10000转/分的转速和0.1〜1毫米/分的速度向下扎入一级填充片中,扎入深度达到一级填充片厚度的10%—90%时,启动静止轴肩中的电加热装置,对靠近匙孔的工件材料进行加热,加热时间为1〜20分钟;电加热装置开始加热1〜200秒后向静止轴肩中的冷却介质通道通入循环冷却介质,以降低加热区以外的工件材料的温度;搅拌头在此位置继续旋转并停留I〜100秒,使一级填充片受到充分摩擦热呈塑性流动状态,其底部和侧壁与匙孔周围的材料形成冶金结合;搅拌头达到设定的停留时间后,以3_/分的回抽速度进行回抽,同时停止电加热装置加热,冷却介质继续冷却1〜500秒,然后将搅拌头以3_/分的速度回抽,静止轴肩与其一起撤回,完成一级填充修复。江苏刀柄搅拌工具报价