摩擦焊的优点、缺点及应用

摩擦焊接

摩擦焊接(FRW)是一种固态焊接工艺，它是由于旋转或相对运动的工件之间的压力接触而产生焊缝。由于摩擦将塑料材料从粘合表面移开而产生热量。说明摩擦焊接过程的基本步骤如图4.4.1所示。在摩擦焊接中，所需的热量产生接头是由界面处的摩擦加热产生的。要连接的部件首先要有光滑的方形切割表面。其中一块是固定的，而另一块是安装在一个电机驱动的卡盘或夹头，并对其进行高速旋转。一开始可以施加较低的接触压力，以便通过抛光动作对表面进行清洁。压力随之增加，接触摩擦迅速产生足够的热量，使相邻表面达到焊接温度。

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一旦达到这个温度，旋转停止，压力保持或增加，以完成焊接。软化的材料被挤压出来形成闪光。在接合处形成一种锻造结构。如果需要，闪光可以通过后续的加工动作去除。摩擦焊接已用于连接直径为100毫米的钢筋和外径为100毫米的钢管。
惯性焊接是摩擦焊接的一种改进形式，在这种形式下，运动部件与一个旋转的飞轮相连。飞轮被带到一个指定的转速，然后从驱动电机分离。然后，旋转组件被压在静止部件上，飞轮的动能转化为摩擦热。当飞轮停止运动，碎片继续压在一起时，焊缝就形成了。由于惯性焊接的条件很容易重复，因此可以生产出质量一致的焊缝，并且该过程很容易实现自动化。热影响区域通常很窄，因为加热和冷却的时间很短。径向和轨道的FRW如图所示。

摩擦焊的优点

1.不需要填充金属，焊剂或屏蔽气体
2.这是一个环境友好的过程，产生烟雾，烟雾或气体。
3.不熔化材料，因此该过程是在固体状态，具有狭窄的HAZ
4.氧化物可以在焊接过程后清除。
5.这一过程非常高效，焊接的速度也比较快。
6.焊缝的强度大于两种材料的强度

摩擦焊的缺点

1.该工艺仅限于连接相同直径的圆棒或管
2.干轴承和非锻造材料不能焊接。(即其中一种材料必须具有延展性)
3.工件的准备和对准可能是形成均匀摩擦和加热的关键
4.设备和工装成本高
5.自由加工的合金很难焊接。

摩擦焊的应用:

1. 大钳夹住飞机发动机的关键部件
2. 汽车零件，如发动机气门和减震器
3. 农业设备中的液压活塞杆和履带滚轮。
4. 摩擦焊接组件经常被用来代替昂贵的铸件和锻件