摩擦焊接技术
摩擦焊接工艺(3篇)
第1篇一、引言摩擦焊接是一种利用摩擦热加热金属并施加压力以实现焊接连接的工艺。
它具有操作简单、焊接质量稳定、焊接速度快、成本低等优点，广泛应用于汽车、航空、航天、造船、铁路等行业。
本文将对摩擦焊接工艺的原理、设备、工艺参数及焊接质量等方面进行详细介绍。
二、摩擦焊接原理摩擦焊接的原理是利用摩擦产生的热量将金属表面加热至塑性状态，然后在一定压力下使两金属表面相互接触并发生塑性变形，从而实现焊接连接。
摩擦焊接过程中，金属表面的接触面积逐渐增大，摩擦产生的热量也不断增加，直至焊接接头形成。
1. 摩擦生热摩擦焊接过程中，通过摩擦产生的热量使金属表面温度升高，热量传递至金属内部，使金属达到塑性状态。
摩擦热的大小与摩擦系数、摩擦速度、摩擦时间等因素有关。
2. 塑性变形摩擦焊接过程中，摩擦产生的热量使金属表面达到塑性状态，金属表面发生塑性变形。
在压力作用下，金属表面相互接触，形成一定的接触面积，为焊接接头提供结合力。
3. 焊接接头形成随着摩擦焊接过程的进行，金属表面接触面积逐渐增大，塑性变形程度加深，焊接接头逐渐形成。
焊接接头质量取决于摩擦焊接过程中的工艺参数和金属材料的性能。
三、摩擦焊接设备摩擦焊接设备主要包括摩擦焊接机、夹具、焊接电源等。
1. 摩擦焊接机摩擦焊接机是摩擦焊接过程中的核心设备，其主要功能是产生摩擦力、实现摩擦焊接过程。
摩擦焊接机可分为机械式、液压式、电磁式等类型。
2. 夹具夹具用于固定焊接件，保证焊接过程中的定位精度。
夹具的设计应满足以下要求：具有较高的定位精度、良好的耐磨性、易于操作和调整。
3. 焊接电源焊接电源为摩擦焊接提供能量，常见的焊接电源有直流电源、交流电源等。
焊接电源的电压、电流等参数应根据焊接工艺和金属材料选择。
四、摩擦焊接工艺参数摩擦焊接工艺参数主要包括摩擦时间、摩擦压力、焊接速度、预热温度等。
1. 摩擦时间摩擦时间是指摩擦焊接过程中摩擦头与工件接触的时间。
摩擦时间过长，会导致焊接接头质量下降；摩擦时间过短，则无法产生足够的摩擦热。
摩擦焊
摩擦焊1摩擦焊接概述：摩擦焊接是在轴向压力与扭矩作用下，利用焊接接触端面之间的相对运动及塑性流动所产生的摩擦热及塑性变形热使接触面及其近区达到粘塑性状态并产生适当的宏观塑性变形，然后迅速顶锻而完成焊接的一种压焊方法。
摩擦焊的分类2摩擦焊原理简介：摩擦焊是利用金属焊接表面摩擦生热的一种热压焊接法。
摩擦焊接时，通常将待焊工件两端分别固定在旋转夹具和移动夹具内，工件被夹紧后，位于滑台上的移动夹具随滑台一起向旋转端移动，移动至一定距离后，旋转端工件开始旋转，工件接触后开始摩擦加热。
此后，则可进行不同的控制，如时间控制或摩擦缩短量（又称摩擦变形量）控制。
当达到设定值时，旋转停止，顶锻开始，通常施加较大的顶锻力并维持一段时间，然后，旋转夹具松开，滑台后退，当滑台退到原位置时，移动夹具松开，取出工件，至此，焊接过程结束。
摩擦焊接是一种优质、高效、节能的固态连接技术，被广泛应用于航空、航天、石油、汽车等领域中。
在摩擦焊接过程中，主轴转速、焊接压力、焊接时间以及焊接变形量是影响焊接质量的重要工艺参数。
对这些参数实现精确的检测和控制，是获得优质焊接接头的保障。
因此，研制一套控制精度高、响应速度快、具有丰富的数据处理能力且易于升一级和扩充的开放式控制系统具有重要意义。
摩擦焊流程示意图摩擦焊具有下列优点：（1）焊接质量好而稳定。
由于摩擦焊是一种热压焊接法，摩擦不仅能消除焊接表面的氧化膜, 同时在较大的顶锻压力作用下, 还能挤碎和挤出由于高速摩擦而产生的塑性变形层中氧化了的部分和其它杂质, 并使焊缝金属得到锻造组织。
（2）摩擦焊不仅能焊接黑色金属、有色金属、同种异种金属, 而且还能焊接非金属材料, 如塑料、陶瓷等。
（3）对具有紧凑的回转断面的工件的焊接,都可用摩擦焊代替闪光焊、电阻焊及电弧焊。
并可简化和减少锻件和铸件, 充分利用轧制的棒材和管材。
（4）焊件尺寸精度高。
采用摩擦焊工艺生产的柴油发动机预燃烧室, 全长最大误差为士0.1毫米。
九种摩擦焊原理、优缺点、应用范围与焊接过程分析
文件编号：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿版号：＿＿＿＿＿＿＿＿生效日期：＿＿＿＿＿＿＿＿编制人：＿＿＿＿＿＿＿＿日期：＿＿＿＿＿＿＿＿＿审核人：＿＿＿＿＿＿＿＿日期：＿＿＿＿＿＿＿＿＿批准人：＿＿＿＿＿＿＿＿日期：＿＿＿＿＿＿＿＿＿受控印章：＿＿＿＿＿＿＿分发号：＿＿＿＿＿＿＿＿目录（一）、九种摩擦焊接类型原理及特点： (3)1、惯性摩擦焊接： (3)2、直接驱动摩擦焊接： (3)3、线性摩擦焊接： (3)4、搅拌摩擦焊： (4)5、轨道摩擦焊接： (4)6、连续驱动摩擦焊： (4)7、相位摩擦焊： (5)8、径向摩擦焊： (5)9、搅拌摩擦焊： (6)（二）、摩擦焊的特点： (6)（三）、摩擦焊接头形式： (8)（四）、适用范围： (8)（五）、摩擦焊焊接过程分析： (8)（一）、九种摩擦焊接类型原理及特点：1、惯性摩擦焊接：⑴、惯性摩擦焊接具有固定在卡盘和主轴上的不同尺寸的飞轮。
⑵、电机连接到主轴以旋转零件。
⑶、在焊接循环开始时，电机连接到主轴，并将零件旋转到所需的转速。
⑷、一旦达到所需的速度，就将电机从主轴上断开。
⑸、根据零件，主轴，卡盘和飞轮的重量，自由旋转部件会产生旋转惯性。
⑹、将进行如上所述的摩擦焊接过程，利用旋转惯性将零件放在一起时产生摩擦热。
2、直接驱动摩擦焊接：⑴、在此过程中，主轴驱动电机永久固定在主轴上。
⑵、当两个部件放在一起时，电动机继续驱动旋转部件，从而产生摩擦热。
⑶、根据定义的程序，随着焊接过程的进行，主轴会持续减速，从而将主轴停在预定位置。
⑷、当希望在焊接部件之间有特定的方向时，这种类型的摩擦焊接是有益的。
3、线性摩擦焊接：⑴、这个过程类似于惯性摩擦焊接。
但是，移动的卡盘不会旋转。
相反，它以横向运动振荡。
⑵、在整个过程中，两个工件均保持在压力下。
⑶、与惯性焊接相比，该过程要求工件具有高剪切强度并涉及更复杂的机械。
⑷、这种方法的一个好处是它可以连接任何形状的零件（而不仅仅是圆形界面）。
焊接工艺的摩擦焊接技术要点
焊接工艺的摩擦焊接技术要点摩擦焊接是一种利用材料的塑性变形和摩擦加热产生摩擦热的焊接方法。
它具有高效、环保、高质量等优点，在工业生产中得到广泛应用。
本文将介绍焊接工艺的摩擦焊接技术的要点，包括摩擦焊接的原理、工艺参数的选择、工艺控制等方面。
一、摩擦焊接的原理摩擦焊接是利用两个工件在轴向力和旋转力的作用下，在接触面发生塑性变形并摩擦加热，随后停止转动时两个工件之间恢复到冷状态下的接触面结合而形成的一种焊接方法。
摩擦焊接的原理包括以下几个方面：1. 摩擦热效应：工件在接触面相对运动时，由于摩擦热的产生，使工件的温度升高，达到可塑性变形的要求，从而实现焊接。
2. 塑性变形效应：由于轴向力的作用，使接触面的工件产生塑性变形，使得工件表面的氧化层和脏物得以去除，从而使工件之间达到更好的接触。
3. 冷却效应：在停止摩擦时，工件由于冷却，焊缝完成固化，从而使工件之间形成连接。
二、摩擦焊接的工艺参数选择摩擦焊接的工艺参数选择是保证焊接质量和效率的重要因素。
1. 旋转速度：旋转速度的选择应根据焊接材料的特性，例如硬度、塑性等综合考虑。
一般来说，旋转速度太低会导致焊缝不均匀，太高则会造成过度烧损。
2. 轴向力：轴向力的选择应根据焊接材料的硬度和要求的焊接质量来确定。
轴向力太小会导致焊缝不牢固，太大则会产生较大的变形和应力。
3. 焊接时间：焊接时间也是影响焊接质量的关键参数。
焊接时间太短会导致焊缝连接不牢固，太长则会造成材料的过度烧损。
三、摩擦焊接的工艺控制工艺控制是确保摩擦焊接质量稳定的关键。
1. 清洁度控制：焊接前应确保接触表面的干净，去除氧化物和污染物，以保证焊接接触质量。
2. 温度控制：焊接时，应根据工件材料和尺寸的变化，对摩擦焊接的温度进行控制。
过高的温度会导致焊缝变硬和断裂，过低的温度会导致焊缝连接不牢固。
3. 压力控制：焊接时的轴向力要适中，太小会导致松散的连接，太大会导致变形和质量缺陷。
4. 油剂选择：摩擦焊接中使用的油剂应该具有良好的冷却性能和润滑性能，以保证焊接过程的稳定。
摩擦焊的类型
摩擦焊的类型摩擦焊是一种常用的金属焊接技术，通过摩擦产生的热量将工件表面加热至熔点以上，再施加压力使工件接合，从而实现焊接目的。
摩擦焊技术具有焊缝无缺陷、高效节能、环境友好等优点，因此在航空航天、汽车制造、船舶建造等领域得到广泛应用。
本文将介绍几种常见的摩擦焊类型。
1. 惯性摩擦焊惯性摩擦焊是最常见的摩擦焊类型之一。
它通过惯性力产生的摩擦热来加热工件，并利用施加的压力使工件接合。
在摩擦焊过程中，工件通过与旋转摩擦工具接触而加热，当接触面温度达到熔点时，施加的压力使工件接合。
惯性摩擦焊适用于焊接较大尺寸或较厚的工件，例如船体、飞机翼等。
2. 线性摩擦焊线性摩擦焊是一种特殊的摩擦焊类型，它利用线性运动产生的摩擦热来加热工件，并通过施加的压力使工件接合。
与惯性摩擦焊不同的是，线性摩擦焊采用线性运动的摩擦工具，如线性摩擦焊机。
线性摩擦焊适用于焊接较长的工件，例如管道、轨道等。
3. 摩擦搅拌焊摩擦搅拌焊是一种特殊的摩擦焊类型，它通过旋转摩擦工具产生的摩擦热来加热工件，并利用搅拌作用将工件接合。
在摩擦搅拌焊过程中，摩擦工具在施加一定压力的同时进行旋转和搅拌，使工件表面熔化并混合在一起，形成焊缝。
摩擦搅拌焊适用于焊接高强度材料，如铝合金、镁合金等。
4. 摩擦点焊摩擦点焊是一种特殊的摩擦焊类型，它通过摩擦热局部加热工件，并通过施加的压力使工件接合。
在摩擦点焊过程中，摩擦工具以较高的转速在工件表面产生摩擦热，当局部温度达到熔点时，施加的压力使工件接合。
摩擦点焊适用于焊接较小尺寸或较薄的工件，例如电池片、电子元件等。
总结：摩擦焊是一种重要的金属焊接技术，具有很多类型，如惯性摩擦焊、线性摩擦焊、摩擦搅拌焊和摩擦点焊等。
每种类型都有其适用的焊接工件和特点。
摩擦焊具有焊缝无缺陷、高效节能、环境友好等优点，因此在各个领域得到广泛应用。
随着科技的发展，摩擦焊技术将进一步完善和应用，为工业制造提供更多可能性。
摩擦焊
摩擦焊焊接设备
4、夹头 夹头分为旋转和固定两种。为了使夹持牢靠， 不出现打滑旋转、后退、振动等，夹头与工件的 接触部分硬度要高，耐磨性要好。 5、控制系统 控制系统包括焊接操作程序控制和焊接参数 控制等。 程序控制即控制摩擦焊机按预先规定的动作次 序完成送料、夹紧焊件、主轴旋转、摩擦加热、 顶锻焊接、切除飞边和退出焊件等操作。
•
摩擦焊的应用
轴承组——平衡油缸液力平衡旋转活塞，多片式粉末冶金 涂层离合器，滚动导轨和可编程序控制器（PLC）控制等 多项先进技术，使焊机制造水平有了较大的提高。 随着实际生产的需要。国内对于其它型式的摩擦焊机也 进行了研制，如长春焊接设备厂研制了小吨位的惯性焊机， 相位摩擦焊机，哈尔滨焊接研究所研制了具有形变热处理 功能带机上淬火装置及自动去飞边装置的混合式摩擦焊机， 变频调速相位摩擦焊机。哈尔滨量具刃具厂研制了20T双 头摩擦焊机，中国兵器工业第五九研究所研制了小吨位径 向摩擦焊机[5]，北京赛福斯特技术有限公司研制了系列搅 拌摩擦焊机等等，这些焊机有的技术指标和制造水平已达 到或接近国外同类焊机的水平。
摩擦焊焊接工艺
4）端面垂直度一般小于直径的1%，过大会造成 不同轴度的径向力。 3、焊接参数 连续驱动摩擦焊的焊接参数主要包括主轴转速、 摩擦压力、摩擦时间、顶锻压力、顶段时间、变 形量等。 （1）转速和摩擦压力 当工件的直径一定时，转速就代表摩擦速度。 一般将达到焊接温度时的转速称为临界摩擦速度， 为了使变形层加热到金属材料的焊接温度，转速 必须大于临界摩擦速度。
摩擦焊焊接工艺
9） 待焊表面应避免渗氮、渗碳等。 10）设计接头形式的同时，还应注意工件的长度、直径 公差、焊接端面的垂直度、平面度和粗糙度。 2、接头表面准备 焊接前还需对焊件作如下处理 1) 焊件的摩擦端面应平整，中心部位不能有凹面或中 心孔，以防止焊缝中含空气和氧化物。 2) 当结合面上具有较厚的氧化层、镀铬层、渗碳层或 渗氮层时，常不易加热或被挤出，焊前应进行清除。 3）摩擦焊对焊件结合面的粗糙度、清洁度要求并不严 格，如果能加大焊接缩短量，则气割，冲剪、砂轮磨 削、锯断的表面均可直接施焊。
摩擦焊接技术
摩擦焊接技术嘿，朋友们！今天咱来聊聊摩擦焊接技术。
这玩意儿可神奇了，就像两个大力士在较劲儿！想象一下，两根金属棒，本来各不相干，但是通过摩擦焊接技术，就能紧紧地连接在一起，变得坚不可摧。
这可不是变魔术哦！摩擦焊接的时候啊，就好像一场激烈的拔河比赛。
两边都在用力，产生大量的热，让金属软化，然后就自然而然地融合在一起了。
这多有意思呀！它的优点可不少呢！首先，焊接的质量那是杠杠的，比一般的焊接方法可牢固多了。
而且呀，还能焊接各种奇奇怪怪形状的金属，这可真是厉害得很呐！再者说，它还很环保呢，不会产生那些乱七八糟的污染。
你说这摩擦焊接技术是不是很牛？咱平时用的好多东西，说不定就有它的功劳呢。
汽车零件呀，飞机部件呀，都有可能是通过摩擦焊接技术连接起来的。
那有人可能要问了，这技术就没有缺点吗？嘿嘿，当然有啦！它对设备的要求比较高，可不是随随便便就能搞起来的。
而且操作起来也得小心谨慎，不然一不小心出了差错，那可就麻烦啦！不过呢，总的来说，摩擦焊接技术还是利大于弊的。
它就像是一个默默无闻的英雄，在背后为我们的生活提供着坚实的保障。
咱再想想，要是没有摩擦焊接技术，那得有多少东西没法制造出来呀？那我们的生活得多不方便呀！所以说呀，可别小瞧了这小小的摩擦焊接技术，它的作用可大着呢！它就像一个勤劳的工匠，默默地工作着，让我们的生活变得更加美好。
咱得感谢那些研究和使用摩擦焊接技术的人，是他们让我们的世界变得更加精彩。
怎么样，现在是不是对摩擦焊接技术有了更深的了解呢？是不是觉得它特别神奇呀？反正我是这么觉得的！以后再看到那些焊接得特别好的东西，可别忘记了摩擦焊接技术的功劳哦！原创不易，请尊重原创，谢谢!。
摩擦焊焊接深度
摩擦焊焊接深度
摩擦焊接是一种固相连接的焊接方法，它利用摩擦热使材料达到塑性状态并完成连接。
对于摩擦焊焊接深度，一般有以下要点：
1. 焊接强度：焊接的最大强度大约可以达到母材的75%。
当焊接深度为1.5毫米时，焊接强度通常会达到最大值。
2. 焊接深度范围：为了获得高强度的焊接效果，建议将零件的焊接深度设计在1.2mm到2.2mm之间。
在这个范围内，焊接强度可以接近最大值，并且能够保证焊接质量。
3. 振动摩擦焊接：振动摩擦焊接是摩擦焊接的一种，它适用于塑料材料的焊接。
振动摩擦焊接的振幅（峰值到峰值的距离）对于不同的频率有不同的推荐范围。
例如，常用的高频振动摩擦焊接（240Hz）的振幅大小为0.4-1.8mm，而低频（120Hz）振动摩擦焊接的振幅大小为1.8-
4.0mm。
4. 技术发展：摩擦焊接技术不断发展，包括超塑性摩擦焊接、线性摩擦焊接、搅拌摩擦焊接等新技术，这些技术在航空、航天、核能、海洋开发等领域得到了广泛的应用。
摩擦焊接的焊接深度对焊接质量和强度有着直接的影响。
在设计和实施摩擦焊接过程时，选择合适的焊接深度是非常重要的，这需要根据具体的材料特性、焊接设备和目标应用来确定。
同时，随着技术的不断进步，摩擦焊接的方法和技术也在不断创新和完善，以适应不
同领域的特殊需求。
焊接中的摩擦焊技术
焊接中的摩擦焊技术摩擦焊是一种热机械联接技术，利用高速旋转工具产生的热量，将工作材料表面摩擦加热到塑性状态，然后施加一定的力，使工件在塑性状态下结合。
在焊接领域，摩擦焊技术被广泛应用。
它可以用于结合许多不同种类的材料，例如金属与非金属、略有不同性质的材料，如铝合金，钛合金等等。
摩擦焊技术有许多优点。
首先，摩擦焊可以大大缩短焊接时间，从而提高了工作效率。
其次，摩擦焊不需要补充外部焊接材料，避免了焊接过程中材料添加的问题。
同时，摩擦焊可以减少焊接温度和局部变形，对工件的性能影响也较小。
另外，摩擦焊技术形成的焊接接头质量较高，更加稳定，可以应用于许多要求高强度和高韧性的场合。
然而，摩擦焊技术也存在一些技术难题。
首先，如何准确控制摩擦加热过程，保持工件稳定在塑性状态下，确保焊接质量的稳定性，这是一个挑战。
其次，摩擦焊对设备的稳定性和操作人员技能要求较高，需要专业的工程师和技术人员进行操作。
摩擦焊技术的应用领域非常广泛，可以用于航空航天、汽车、造船、铁路、管道等各种领域的焊接。
特别是在航空航天领域，摩擦焊技术被广泛应用。
因为摩擦焊可以与多种材料进行联接，并能够保证焊接质量，同时该技术成本较低，因此广受各界人士的青睐。
让我们重点了解一些摩擦焊的具体应用案例。
在汽车领域中，摩擦焊主要用于汽车轮毂、齿轮及传动轴的制造。
在船舶领域中，摩擦焊主要应用于造船工业中较大的钢板的连接。
在航空领域中，摩擦焊被广泛应用于航空发动机等部件的制造。
除了以上案例，有越来越多的产品和行业应用摩擦焊。
例如在电器领域中，摩擦焊被应用于电池制造。
在新能源汽车领域中，摩擦焊被用于汽车减震系统的制造，制动系统和底盘系统。
摩擦焊还可以应用于制造电机的罗盘式子时导筒、不锈钢焊接等。
在摩擦焊技术的发展趋势方面，我们可以看到越来越多的研究集中于提高焊接质量、降低焊接时间、改善设备稳定性等方面。
同时，随着高端智能制造的不断推进，摩擦焊也会成为越来越重要的焊接技术之一。
特种焊接技术摩擦焊
1连续驱动摩擦焊的工艺参数
连续驱动摩擦焊的工艺参数主要包括主轴转速 摩擦压力、摩 擦时间、顶锻压力、顶锻时间、变形量等; 1转速与摩擦压力 直接影响摩擦扭矩、摩擦加热功率、接头温 度场、塑性层温度以及摩擦变形速度） 当工件直径一定时;接合面上任一点的摩擦速度与转速成正比。 为了使变形层加热到焊接温度，平均摩擦速度必须高于最低摩 擦速度。
4）根据焊接环境可分为空间摩擦焊和水下摩擦焊。
摩擦焊的各种方式
a普通型 b)两件异向旋转型 c)中间旋转型双接头) d)两头工件同向旋转型(双接头) e) 中间两工件旋转型(双焊件) f)径向焊接型 g)轨道式摩擦焊
二 常规摩擦焊方法
1 连续驱动摩擦焊 2 惯性摩擦焊 3 相位摩擦焊 4 径向摩擦焊 5 摩擦堆焊 6线性摩擦焊 7嵌入式摩擦焊 8超塑性摩擦焊 9第三体摩擦焊
4 21 传统摩擦焊的工艺过程 422 传统摩擦焊的工艺及参数 423 典型材料的摩擦焊接工艺 424 传统摩擦焊设备 425 传统摩擦焊质量控制与安全技术
4 21 传统摩擦焊的工艺过程
一 传统摩擦焊焊接过程 二 摩擦焊加热功率及其温度
一 传统摩擦焊焊接过程
摩擦焊接过程的一个周期可分成摩擦加热过程和顶锻焊 接过程两部分;
➢ 刀具制造业：钻头 立铣刀、丝锥、绞刀； ➢ 机器制造业：轴类零件、管子、螺杆、顶杆； ➢ 汽车、拖拉机制造业：半轴、齿轮轴； ➢ 石油化工行业中石油钻杆;高压阀门的阀体，管道等；锅
炉制造中蛇形管对接； ➢ 轻工纺织机械中小型轴类、辊类、管类零件焊接； ➢ 电工行业铜铝接线端子焊接;
4 2 传统摩擦焊的工艺与设备
摩擦焊
h)角接
搅拌摩擦焊作为一种新型连接技术，也存在如下定缺点: (1)目前焊接速度不高 对板材进行单道连接时，焊接速度低于电
弧焊。
(2)焊件的夹持要求较高 不同的结构需要不同的工装夹具，设备 的灵活性差。
(3)焊缝尾端留有“ 匙孔”，需要用其他焊接方法填充。 (4)焊缝背面需要有垫板，在封闭结构中垫板的取出比较困难。 (5)刀头因磨损消耗太快，虽然目前正在尝试用更为耐磨的陶瓷
图5 搅拌摩擦焊示意图
4.嵌入摩擦焊(Friction plunge welding)
嵌入摩擦焊是利用摩擦焊原理 把相对较硬的材料（工件1）嵌入到 较软的材料（工件2）中。如图所示， 两个焊件之间相对运动所产生的摩 擦热使得较软材料局部呈现热塑性 状态，并在拘束肩的作用下产生塑 性变形，流入预先加工好的硬材料 的凹区中，拘束肩迫使软材料紧紧 包住硬材料的连接头，当转动停止、 焊件冷却后，即形成可靠接头。如 图6所示。
六、材料的摩擦焊接性
材料的摩擦焊接性是指材料在一定的摩擦焊工艺条件下，获得优质 摩擦焊接接头的能力。所谓优质接头，是指接头与母材等强度、等塑性 。摩擦焊具有广泛的工艺适应性，适用于摩擦焊的材料有金属材料、陶 瓷材料、复合材料、塑料等。 影响材料摩擦焊接性的因素主要有：
(1)材料的互溶和扩散性
(2)材料表面的氧化膜是否易破碎 表面氧化膜易破碎的金属的摩擦
九种摩擦焊焊接过程控制技术规范与原理优点缺点应用范围
九种摩擦焊焊接过程控制技术规范与原理优点缺点应用范围摩擦焊是一种利用摩擦热产生的高温来融化焊接材料的焊接方法。
它具有焊接速度快、热影响区小、无需外部焊接材料等特点，在航空航天、汽车制造、轨道交通等领域得到了广泛应用。
在摩擦焊焊接过程中，为了确保焊接质量和稳定性，需要进行控制技术规范。
下面将详细介绍九种常见的摩擦焊焊接过程控制技术规范，并对它们的原理、优点、缺点和应用范围进行分析。
1.摩擦压力控制技术：该技术通过控制焊接过程中应用的压力大小来确保焊接接头的牢固性。
在摩擦焊接的过程中，焊件之间的摩擦产生了热量，热量使焊缝区域材料达到熔点并形成接头。
适当施加压力可以加速接头的形成，并提高焊接质量。
但是，过大的压力会导致焊接接头的形状变形，过小的压力则会影响焊缝的牢固性。
2.摩擦时间控制技术：该技术通过控制焊接时间来保证焊接材料充分热化并形成接头。
摩擦时间的长短决定了热量的传递和焊缝的形成。
过短的时间会导致焊接接头的不牢固，而过长的时间则会使焊接接头变形或产生焊接缺陷。
3.摩擦速度控制技术：该技术通过控制摩擦工具的转速来调节焊接速度。
适当的摩擦速度可以使摩擦生成的热量均匀分布在焊件表面，确保焊接接头的均匀性和强度。
过高的摩擦速度会引起焊接接头的变形和表面质量不良，而过低的摩擦速度则会导致接头形成时间过长，影响效率。
4.摩擦工具形状控制技术：根据不同的焊接需求，选择适当的摩擦工具形状可以实现不同的焊接效果。
例如，圆形摩擦工具适合对称焊接接头，锥形摩擦工具可以实现焊接接头的连续变截面形状。
5.预热控制技术：对于一些焊接材料或焊接接头，为了提高焊接质量和稳定性，需要对其进行预热处理。
预热可以使材料变软，提高焊接接头的可塑性，并减少焊接过程中的应力和变形。
6.浇注剂控制技术：在摩擦焊接过程中，为了减少摩擦热对焊接接头周围材料的影响，可以使用浇注剂来冷却焊接接头。
浇注剂可以吸收摩擦热量，并迅速散发，防止焊接接头的变形和质量不稳定。
摩擦焊介绍
共三十一页
摩擦焊焊接(hànjiē)工艺特点
（1）焊接施工时间短，生产效率高。 （2）焊接热循环引起的焊接变形小，焊后尺寸精度高，不用焊后校形
和消除应力。
（3）机械化、自动化程度高，焊接质量稳定。当给定焊接条件后，操
作简单，不需要特殊的焊接技术人员。 （4）适合(shìhé)各类异种材料的焊接，对常规熔化下不能焊接的铝-钢、
共三十一页
摩擦(mócā)的焊接过程
共三十一页
摩擦焊接 过程 (hànjiē)
（１）初始摩擦阶段
从两工件开始接触的Ａ点 开始，到摩擦加热功率显著增 大的Ｂ点为止。摩擦开始时， 由于摩擦焊接(hànjiē)表面存在 氧化膜、油、灰尘和吸附着一 些气体，使得摩擦系数小，随 后摩擦压力逐渐增大，摩擦加 热功率慢慢增加使得焊件表面 的温度上升。
共三十一页
摩擦 焊接过程 (mócā)
总之，在整个摩擦焊接过程中，待焊 的金属表面经历了从低温到高温摩擦加热， 连续发生了塑性变形、机械挖掘、粘接和 分子连接的过程变化，形成了一个存在于 全过程的高速摩擦塑性变形层，摩擦焊接 时的产热、变形和扩散现象都集中在变形 层中。在停车阶段(jiēduàn)和顶锻焊接过程中， 摩擦表面的变形层和高温区金属被部分挤 碎排出，焊缝金属经受锻造，形成了质量 良好的焊接接头
轨道摩擦焊是一种新发展起来的焊接方法，主要用于焊接非圆断 面工件。
摩擦焊接技术基础知识PPT课件
18
2. 表面准备
端面平整 垂直度满足要求（不垂直度小于直径的10%） 厚氧化层、镀铬层等去除 粗糙度和清洁度要求不严格
19
3. 工艺参数选用
转速与摩擦压力：直接影响扭矩、加热功率、温度
场、摩 低碳、低合金钢摩 擦压力41~83MPa
4
摩擦焊过程
5
摩擦焊特点
固态焊接，避免熔化和凝固产生的缺陷 适合于异种材料的焊接 生产效率高（十几秒） 易于实现机械化和自动化 工作环境好 但是焊件形状和截面尺寸受限，一次性
投资大。
6
连 续 驱 动 摩 擦 焊
(恒 速)
7
惯 性 摩 擦 焊
(变 速)
8
搅 拌 摩 擦 焊
9
搅拌摩擦焊
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
You Know, The More Powerful You Will Be
27
结束语
感谢聆听
不足之处请大家批评指导
Please Criticize And Guide The Shortcomings
10
已用于铝合金薄壁压力容器的焊接
11
特种连接方法－special joining technology
线 性 摩 擦 焊
可用于方形、圆形、多边形截面或不规则构件的焊接
12
特种连接方法－special joining technology
嵌 入 摩 擦 焊
用于电力、真空和低温应用行业中铝－铜、铝－钢等接头
讲师：XXXXXX
摩擦焊接工艺方法
摩擦焊接工艺方法
摩擦焊接是一种金属焊接技术，它是通过利用两个物体之间的摩擦力和压力来产生热量，使得金属表面熔化并形成新的焊接材料。
这种方法可以用于许多不同的材料，包括铝、铜、钛和钢等。
摩擦焊接是一种高效、低成本的焊接方法，因此在许多工业领域中都有广泛的应用。
摩擦焊接的原理是利用旋转工具在两个工件之间产生摩擦热量，使得金属表面熔化并形成新的焊接材料。
焊接过程中，工件的摩擦热量和压力可以通过控制旋转速度、加压力和保持时间来控制。
这种方法不需要使用任何外部焊接材料或气体，因此可以减少成本并提高生产效率。
摩擦焊接的优点是焊接区域周围的变形和应力较小，焊接强度高，焊接过程中不会产生气孔和夹杂物等缺陷。
此外，由于焊接过程中不需要使用任何外部焊接材料，因此可以减少工业废料和环境污染。
摩擦焊接的应用范围广泛，包括航空航天、汽车、船舶、电子、建筑和医疗设备等领域。
在航空航天领域中，摩擦焊接被广泛用于生产飞机和火箭部件。
在汽车制造中，它可以用于制造发动机和变速器零件。
在医疗设备制造领域中，摩擦焊接可以用于制造人工关节等器械。
虽然摩擦焊接具有许多优点，但它也有一些局限性。
首先，它只能用于焊接同种材料，因为不同种类的材料摩擦系数和热导率不同，无法形成有效的焊接。
另外，摩擦焊接需要相对较高的机器和工具成本，因此对于小批量生产来说可能不经济实惠。
总的来说，摩擦焊接是一种高效、低成本、环保的焊接方法。
它在许多工业领域中都有广泛应用，并且在未来的发展中它的应用范围还将不断扩大。
摩擦焊接新工艺概述
摩擦焊接新工艺概述摩擦焊接是一种高效、节能且环保的金属焊接方法。
与传统的熔化焊接方法相比，摩擦焊接不需要加热金属至熔化温度，并且不使用任何外部焊接材料，仅通过摩擦热来实现焊接接头的形成。
这使得摩擦焊接在各个领域中得到了广泛应用。
一、摩擦焊接原理摩擦焊接的原理基于摩擦热的产生，其焊接过程可以分为三个阶段：初接触、塑性流动和焊缝形成。
首先，在摩擦区接触面之间施加一个压力，然后通过旋转产生摩擦热，这将导致金属在焊接区域加热并软化。
随着摩擦加热的继续，金属表面开始发生塑性流动，并且形成一个均匀的摩擦接触。
最后，当处于塑性状态时，停止外部摩擦，并继续施加压力以使金属固化，并形成焊缝。
二、摩擦焊接的应用领域1. 汽车制造业摩擦焊接在汽车制造业中得到了广泛应用。
通过摩擦焊接可以实现车身结构连接、发动机零部件焊接以及座椅和顶篷等部件的连接。
与传统焊接方法相比，摩擦焊接能够提供更强的焊接强度和更高的连接效率。
2. 航空航天工业摩擦焊接在航空航天工业中的应用也日益增多。
通过摩擦焊接可以实现航空发动机零部件的连接，如涡轮转子盘、叶片和轴承座等。
这种焊接技术不仅提供了可靠的连接，还减轻了飞机的质量，提高了飞行效率。
3. 能源行业在能源行业，摩擦焊接被广泛应用于核电站和火力发电厂等设备的制造中。
通过摩擦焊接可以实现管道、换热器和容器等部件的连接，极大地提高了工作效率并降低了能源消耗。
三、摩擦焊接的优势1. 焊接速度快与传统焊接方法相比，摩擦焊接具有更高的焊接速度。
由于不需要加热金属至熔化温度，摩擦焊接可以在几秒钟内完成焊接过程。
2. 节能环保摩擦焊接不需要额外加热和外部焊接材料，因此能够减少能源消耗。
此外，由于不存在熔化和固化的过程，摩擦焊接不会产生焊渣、气体或有害的焊接副产品。
3. 强焊接连接摩擦焊接能够提供高强度的焊接连接，具有良好的机械性能和疲劳寿命。
焊接接头的承载能力往往超过母材本身的强度。
四、摩擦焊接的挑战尽管摩擦焊接具有许多优势，但是仍然存在一些挑战需要克服。
摩擦焊接技术基础知识
焊接过程的智能化
新热源的不断开发 （L＋PA）
焊接设备的不断更新（逆变电源）
特种连接方法的选择
考虑因素： 母材性能（热物理性能） 产品结构类型（尺寸、简复） 工件厚度（厚薄） 焊接位置（平、立、仰、全） 生产条件（成本、设备、人员）
水下焊接： 近海油田，水下建筑，水下管道越 来越多，水下焊接已经有迫切需要，现在焊接技术， 已经能够解决一部分水下焊接的问题，水下焊接一 般还是采用弧焊的办法，分为两种，干法和湿法。 所谓湿法，就是潜水员下去，拿了焊条在水下进行 焊接，靠电弧产生的热量，能够排出一部分水，产 生气体，形成一个空泡，然后在空泡里面进行焊接， 但是这样的深度，一般在几十米深度。还有一种是 干法的水下焊接，就是有一个装置容器，潜下去以 后把水排开，然后进行焊接。现在西方国家已经能 够焊到三百米水深，我们国家能够达到二百米左右。
摩擦焊接技术 Friction Technology
目的及要求
原理、特点、应用场合
焊接方法
产品要求 焊接设备 工艺参数
固相焊
摩擦焊
效率高 、质量好
适于机械化
航空航天、仪表、电子
摩擦焊
Friction welding
外力下，利用工件接触面之间的相对摩擦和塑性流动所产生 的热量，使接触面金属产生宏观塑性变形，相互扩散和动态
焊
搅拌摩擦焊
已用于铝合金薄壁压力容器的焊接
特种连接方法－special joining technology
线 性 摩 擦 焊
可用于方形、圆形、多边形截面或不规则构件的焊接
特种连接方法－special joining technology
摩擦焊介绍全解
摩擦焊焊接工艺特点
（1）焊接施工时间短，生产效率高。 （2）焊接热循环引起的焊接变形小，焊后尺寸精度高，不 用焊后校形和消除应力。 （3）机械化、自动化程度高，焊接质量稳定。当给定焊接 条件后，操作简单，不需要特殊的焊接技术人员。 （4）适合各类异种材料的焊接，对常规熔化下不能焊接的 铝-钢、铝-铜、钛-铜、金属间化合物-钢等都可以进行焊 接。 （5）可以实现同直径、不同直径的棒材和管材的焊接。 （6）焊接时不产生烟雾、弧光以及有害气体等，不污染环 境。同时，与闪光焊相比，电能节约5-10倍。
摩擦焊接过程
（６）顶锻维持阶段 从顶锻压力的最高值ｈ点起， 到接头温度冷却至规定值一下 的ｉ点为止。在这个阶段顶锻 时间、顶锻压力和顶锻速度相 互配合，以获得合适的摩擦变 形量和顶锻变形量。
摩擦焊接过程
总之，在整个摩擦焊接过程中，待焊 的金属表面经历了从低温到高温摩擦加热， 连续发生了塑性变形、机械挖掘、粘接和 分子连接的过程变化，形成了一个存在于 全过程的高速摩擦塑性变形层，摩擦焊接 时的产热、变形和扩散现象都集中在变形 层中。在停车阶段和顶锻焊接过程中，摩 擦表面的变形层和高温区金属被部分挤碎 排出，焊缝金属经受锻造，形成了质量良 好的焊接接头
（3）径向摩擦焊
将一个带有斜面的圆环装在一个对开破口的管子端面上，摩擦焊接 时使圆环旋转，并向两个管端施加径向摩擦力。当摩擦终了时，停止圆 环的转动，并向它施加顶锻压力。
摩擦焊的分类
（4）搅拌摩擦焊 搅拌摩擦焊的工作原理为：将一个耐高温硬 质材料制成的一定形状的搅拌针旋转深入到两被焊 材料连接的边缘处，搅拌头调整旋转，在两焊件连 接边缘产生大量的摩擦热，从而在连接处产生金属 塑性软化区，该塑性软化区在搅拌头的作用下受到 搅拌、挤压，并随着搅拌头的旋转沿焊缝向后流动， 形成塑性金属流，并在搅拌头离开后的冷却过程中， 受到挤压而形成固相焊接接头。
GW66_摩擦焊接继续简介
414
6
1315
345
5
904 1093 2500
276
4
723
871 2000
723
207
3
542 649 1500
138
2
362
427 1000
C(1138℃)
d
b
p
n
69
≈
1
181 204
500
≈ ≈ ≈a
0
Mr
0.2 0.4 0.6
e(1093℃) T △L
0.8 1.0 1.2 t(s)
Байду номын сангаас
摩擦焊的应用范围
3. 轮船用螺旋桨的轴一般需要使用两种材料制成， 一端需要耐腐蚀用不锈钢，另一端需要耐磨用渗 碳合金钢，该件最适合使用摩擦焊接，使用摩擦 焊接方法可以获得比使用其他焊接方法更好的焊 接质量。
4. 使用摩擦焊接技术是连接弹用发动机中轴和叶 盘的最佳方法。该件叶盘是K24铸造高温合金，轴 是马氏体不锈钢，这两种材料若使用电子束焊接 将会产生大量的气孔和“黑线”等缺陷，而使用 摩擦焊接将不会产生任何问题。
• 规定焊机可焊出零件的精度为:
•
同轴度TIR≤0.25mm
•
平面度FLATNESS≤0.25mm
•
轴向缩短量(△L)重复精度≤±0.25mm
•
480B惯性摩擦焊机的特点
•
480B惯性摩擦焊机的最大转速为600r/min（无飞轮），
最大转动惯量为10750Kgm2，最大焊接压力386吨，最大焊接
面积27097mm2；480B焊机整体使用了平衡受力机构进行设计，
具有高精度的滚动滑台进给装置(0.0127mm/300mm)，该设备
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
摩擦焊接技术
一、什么是摩擦焊接技术
摩擦焊作为近年来焊接的“大热门”，是利用工件端面相互运动、相互摩擦所产生的热，使端部达到热塑性状态，然后迅速顶锻，完成焊接的一种方法。
而搅拌摩擦焊（简称FSW）是利用一种特殊形式的搅拌头边旋转边前进，通过搅拌头与工件的摩擦产生热量，摩擦热使该部位金属处于热塑性状态，并在搅拌头的压力作用下从其前端向后部塑性流动，从而使待焊件压焊为一个整体。
摩擦焊可以方便地连接同种或异种材料，包括金属、部分金属基复合材料、陶瓷及塑料。
由于其生产率高、质量好在制造业中已获得了广泛的工程应用。
二、摩擦焊接的优势
那么摩擦焊究竟是什么样的技术，又有什么样的优势呢？我们不妨通过一个视频来了解一下：
经过总结，我们可以发现摩擦焊具有以下这些优势：
①焊接过程中质量控制良好，基本上能达到100%的合格率。
另外，由于利用焊接表面的相互摩擦作为热源，整个表面同时被加热，焊接时间极短，热影响区小，因此，只要合理地选择焊接规范，焊机设计得当，焊接规范的重现性好，就完全可以避免裂纹、气孔及未溶透等熔化焊时所常见的缺陷，而得到均匀一致的接头质量。
②适用于热敏感性很强及不同制造状态材料的焊接，也就是具有比较广泛的可焊性。
它不仅可用来焊接相同的金属材料，而且特别适用于性能相差较大的异种金属的焊接。
某些异种金属用普通的熔化焊或闪光对接焊时，会由于接头内生成金属问脆性化合物而无法进行焊接或难以得到优质的接头。
采用摩擦焊接时，可以在较广的范围内选择和控制焊接温度，并且焊接时间很短，因此能比较容易地防止或大大减少金属间脆性化合物的生成，从而获得良好的焊接接头。
③焊接过程不需要填充焊丝和惰性气体保护。
④焊前不需要开坡口和对材料表面作特殊的处理。
⑤焊接过程中母材不熔化。
⑥有利于实现全位置焊接以及高速连接。
⑦搅拌摩擦焊是一种高效、节能的连接方法。
对于厚度为12.5mm的6XXX系列的铝合金材料的搅拌摩擦焊，可单道焊双面成型，总功率输入约为3kw。
三、摩擦焊接在新能源汽车领域的应用
除了上述的优势，该技术还能够保证焊件的尺寸精度和几何精度。
摩擦焊机实际上相当于一台带有加压机构的车床，按照现代机床的设计及制造技术来讲，使它具有足够的精度及刚性并不困难。
此外，再采用适当的控制方法，可使焊件在焊接后的长度误差小于±0.2毫米，偏心度可在0.2毫米之内。
由于这些技术优势，该项技术目前在新能源汽车应用很广。
比如特斯拉的电机壳水冷，
如果通过铝焊、氩弧焊等等进行焊接，工艺繁琐而且报废率高。
而使用摩擦焊接技术只需要前期简单的加工，即可摩擦焊接完成水冷内循环。
既可以实现同种类材料的无气孔焊接，也能完美适应异类材料的焊接，工作效率高，质量好还不需要耗材的佛系焊接技术，。