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。摩擦焊搅拌工具可实现异种材料焊接等。江苏电子搅拌头非标定制厂家
随着外加电流从30A增加到150A,摩擦焊搅拌工具的较大磨损深度均呈现出逐渐减小趋势:其中具有柱状搅拌针的摩擦焊搅拌工具(1#、2#)在5组外加电流作用下的较大磨损深度均比锥形摩擦焊搅拌工具大(3#、4#、5#),较大磨损深度的减小速率经历了较快到平缓的变化过程:4#和5#摩擦焊搅拌工具的内凹轴肩外面表面与塑性材料接触充分,因此在该区域形成了环形磨损区。载流搅拌摩擦焊接通过复合外加电流内生电阻热以提高焊缝温度、降低塑性材料的热变形流变应力、增强材料流动性、降低摩擦焊搅拌工具与焊接材料间的相对滑动速度,从而减小摩擦焊搅拌工具在焊接过程中的机械载荷和磨损。江苏电子搅拌头非标定制厂家摩擦焊搅拌工具能一次完成较长焊缝、大截面、不同位置的焊接接头高。
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。
摩擦焊搅拌工具包括焊头壳体和轴。焊头壳体从顶端部延伸到敞开的底端部,并且限定在顶端部和敞开的底端部之间延伸的孔。轴与孔同轴并且可在孔内旋转。轴也横向固定在焊头壳体内并可相对于焊头壳体轴向移动。此外,轴包括延伸超过焊头壳体的敞开的底端部的接合端部。接合端部支撑摩擦焊搅拌工具,其构造成与轴一起旋转以实现搅拌摩擦焊操作。搅拌摩擦焊焊头还可以包括测力传感器,其构造成响应于轴的轴向移动而产生负载信号。摩擦焊搅拌工具包括长针搅拌针,带有孔槽与支撑平台的超声工具头,变幅杆,换能器,超声波发生器。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。
摩擦焊搅拌工具包括刀柄以及刀头,由刀柄的底面形成轴向向上的安装孔,刀柄的底面构成下轴肩。刀头包括上刀头和下刀头,上刀头的顶面向上轴向延伸形成一直径缩小的上搅拌针,上搅拌针能伸缩地插设固定在安装孔内,上刀头的顶面构成上轴肩。由上刀头的底面形成轴向向上的第二安装孔,上刀头的底面构成第二下轴肩。本发明单次既可以焊接单层厚度的母材,又可以焊接双层厚度的母材;并能够根据母材的厚度不同来调整对应轴肩之间的距离,还可以根据需要调整对应的搅拌针的长度,来适应不同母材的厚度,保证了焊接质量,避免了多次更换摩擦焊搅拌工具,操作更加简便,提高了工作效率。在焊接过程中摩擦焊搅拌工具要刚性固定在背垫上,焊头边高速旋转,边沿工件的接缝与工件相对移动。江苏电子搅拌头非标定制厂家
摩擦焊焊接质量与转速﹑摩擦时间﹑摩擦压力﹑顶锻压力和工件顶锻变形量有关。江苏电子搅拌头非标定制厂家
使用好摩擦焊搅拌工具可有效消除搭接结构和T形接结构焊缝压合线向焊缝内部延伸,其使用效果稳定,可以很好的保证焊缝质量稳定。摩擦焊搅拌工具由上轴肩,下轴肩和搅拌针三部分组成,上轴肩与搅拌针为间隙配合,下轴肩与搅拌针采用螺纹连接并在轴向上采用台阶进行限位。双轴肩搅拌摩擦焊焊接完成后,主机头继续转动,在焊接终止位置停留1~5s;主机头和回抽轴分别带动搅拌工具整体上抬,下轴肩与搅拌针组合体整体下移,使上下轴肩在旋转的状态下与被焊材料脱离;待上下轴肩与被焊板材完全脱离后,主轴及回抽轴停止转动,使用拆卸工具将下轴肩与搅拌针分离;移动主机头将上轴肩连同搅拌针拔出被焊材料,此时被焊板材上只留下一个搅拌针直径大小的匙孔。江苏电子搅拌头非标定制厂家