搅拌摩擦焊存在的问题
随着搅拌摩擦焊技术的研究和发展,搅拌摩擦焊在应用领域的限制得到很好解决,但是受它本身特点限制,搅拌摩擦焊仍存在以下问题:
(1)焊缝无增高 在接头设计时要特别注意这一特征。焊接角接接头受到限制,接头形式必须特殊设计。
(2)需要对焊缝施加大的压力,限制了搅拌摩擦焊技术在机器人等设备上的应用。
(3)焊接结束由于搅拌头的回抽在焊缝中往往残留搅拌指棒的孔,所以必要时,焊接工艺上需要添加“引焊板或退出板”。
(4)被焊零件需要由一定的结构刚性或被牢固固定来实现焊接;在焊缝背面必须加一耐摩擦力的垫板。
(5)要求对接头的错边量及间隙大小必需严格控制
(6)目前只限于对轻金属及其合金的焊接。
总之,与熔焊相比,它是一种高质量、高可靠性、高效率、低成本的绿色连接技术。
搅拌摩擦焊技术(一)-搅拌摩擦焊的基本原理
近年来,为了保护环境、节约能源,人们强烈希望汽车、飞机、机车车辆、船舶等运输机械轻量化。为此,积极开发、研制适用于这些运输机械的轻金属材料,例如铝及其铝合金。 铝及其铝合金材料由于重量轻、抗腐蚀、易成形等优点;随着新型硬铝、超硬铝等材料的出现,使得这类材料的性能不断提高,因而在航空、航天、高速列车、高速舰船、汽车等工业制造领域得到了越来越广泛的应用。除了运输机械外,土木建筑、桥梁等领域也引入了铝及其铝合金。这些结构的安装连接主要以焊接为主要连接方式。在铝及其铝合金的焊接中,存在的主要问题之一是由于它的膨胀系数大而在焊接时产生较大的变形。为了防止变形,在施工现场,必须采用胎卡具固定,和由培训过的熟练工人操作。因为铝及其铝合金容易氧化,表面存在一层致密、坚固难熔的氧化膜,所以焊前要求对其表面进行去膜处理;焊接时,要用氩等惰性气体进行保护。铝及铝合金焊接时,易产生气孔、热裂纹等缺陷,也是焊接时必须注意的问题。对于热处理型铝合金来说,必须避免在焊接时热影响区产生软化,强度降低的问题。为了解决铝及铝合金熔化焊时出现的以上问题,开发研制出一种新的固相焊接方法,即搅拌摩擦焊。
搅拌头的寿命对搅拌摩擦焊的影响
搅拌头的寿命主要是以搅拌指棒根部的损伤为衡量标准。由于搅拌指棒根部易发生高温疲劳或剪切破坏,而造成损伤。 初步试验结果表明,搅拌头的材质、形状、被焊工件的板厚各异以及焊接工艺参数不同,其寿命会有差别。在实际施焊过程中,以达到规定的焊缝长度或达到规定的使用时间为其寿命。例如焊接板厚6mm的6082-T6铝合金时,焊接长度为800m。 当搅拌头坏损后,一定要把残留在焊缝内的破损的搅拌指棒取出。目前,采用肉眼观察检验搅拌头是否破损,是不容易的。在实际施焊过程中,达到规定的寿命,必须更换搅拌头,然后通过研磨等修复处理后再使用。