摩擦焊连接方法与基本原理
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。
摩擦焊介绍全解课件
图10 摩 擦 焊 接 过 程 示 意 图 n—工作转速 py—摩擦压力 P.一顶锻压力 △l,一摩擦变形量 △1.一顶锻变形量 P— 摩擦加热功率 P.. 一摩擦加热功率峰值 t一时间 I,—摩擦时间 a— 实际摩擦加热时间 1.一实际顶锻时间
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。
图10 摩擦焊接过程示意图 n—工作转速 Py一摩擦压力 p.一顶锻压力 △l,一摩擦变形量 △/.一顶锻变形量 P— 摩擦加热功率 P.— 摩擦加热功率峰值 t一时间 I,—摩擦时间 tx—实际摩擦加热时间 1.一实际顶锻时间
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
n/r.minT
摩擦焊接过程
(3)稳定摩擦阶段 从摩擦加热功率稳定值d 点起 到接头形成最佳温度分布的 e 点为止。 e 点与工件开始停止 旋转的e,, 顶锻压力开始上 升的 f 点以及顶锻变形的开始 点，它们在时间上是重合的。 在这个阶段中，各焊接工艺参 数的变化趋于稳定，只有摩擦 变形量不断增大，飞边增大， 接头的热影响区增宽。
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）。
第九章 摩擦焊连接方法与基本原理
Contents
9.1
摩擦焊基本原理 摩擦焊分类 摩擦焊接过程分析 摩擦焊规范参数
9.2
9.3
9.4
9.5
摩擦焊接头的缺陷及检测
§ 9 .1 摩擦焊基本原理
图9一1是摩擦焊的基本形式，两个圆断面的金属 工件摩擦焊前，工件1夹持在可以旋转的夹头上， 工件2夹持
图9，1摩擦焊原理示意图 1一工件;2一工件;3一旋转夹头;4一移动夹头 (a)形成相对转动〔b) 施加压力两界面接触(C)进行焊接(d)焊接结束
由上式可见:
(l)焊件直径越大，所需的摩擦加热功率也越人。
(2)焊件直径确定时，所需摩擦加热功率将取决于主轴转速和摩 擦压力。
2.摩擦时间 在P、n 确定的前提下， 适当的摩擦时间是获得结合 面均匀加热温度和恰当变形 量的条件，这时接头区沿轴 向有一层恰当厚度的变形层 及高温区，但飞边较小，而 在随后的顶锻阶段能产生足 够大的轴向变形量，变形层 沿结合面径向有足够扩展，
秒钟时间；当n 较高、p较小，t 将较长，例如可达40s显 然对于小焊件宜尽可能采用短时间参数，大端面焊件则只
可用弱参数。此外，不同材质的焊件，t的匹配条件也不一
样，例如高合金钢摩擦焊，摩擦压力和时间都应增加。 3. 停车时间及顶断延时 一般应在制动停车0.1～1s后进行顶锻，其间转速降 低，摩擦阻力和摩擦扭矩增大，轴向缩短速度也增大。调
同种材质摩擦焊时，最初界面接触点上产生犁削一粘 合现象。由于单位压力很大，粘合区增多，继续摩擦使这 些粘合点产生剪切撕裂，金属从一个表面迁移到另一个表 面。 界面上的犁削一粘合一剪切撕裂过程进行时，摩擦力
矩增加使界面温度升高。当整个界面上形成一个连续塑性
状态薄层后，摩擦力矩降低到一最小值。界面金属成为塑 性状态并在压力作用下不断被挤出形成飞边，工件轴向长
摩擦焊资料
(2)效率高。对焊件准备通常要求不高，焊接设备自动化程度高，可在流水线上生产，每件 焊接时间以秒计，一般只需零点几秒至几十秒，是其它焊接方法如熔焊、钎焊不能相比的；
(3)节能、节材、低耗。所需功率仅及传统焊接工艺的 1/5～1/15，不需焊条、焊剂、钎料、 保护气体，不需填加金属，也不需消耗电极；
(4)焊接性好。特别适合异种材料的焊接，与其它焊接方法相比，摩擦焊有得天独厚的优势， 如钢和紫铜、钢和铝、钢和黄铜等等；
不锈钢和铁焊接产品
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20 钢和 45 钢焊接
不锈钢和铁
摩擦焊接主要型号有：
a、连续驱动摩擦焊机：C25、C50、C100、 C200、C250、C320、C500、C630、C800、
C1200
b、惯性摩擦焊机：CG63
c、可根据用户产品的具体要求进行个性化设计最大顶锻力 （KN）从 0.5T-130T(1、
增加位 移控制。2、增加计算机监测系统。3、增加计算机闭环控制系统)
附：主要产品及参数
最大顶锻力 主轴转速
焊机型号
KN
r/min
摩擦焊
特种焊接方法与工艺大作业——摩擦焊焊接技术姓名：***学号： 20班级： 10焊接天津滨海职业学院2011年12月摩擦焊焊接技术一、摩擦焊的定义摩擦焊（Friction Welding，FW）是利用焊件接触的端面相对运动中相互摩擦所产生的热，使端面达到热塑性状态，然后迅速顶锻，完成焊接的一种固相焊接方法。
二、摩擦焊的基本原理摩擦焊焊接过程是在压力的作用下，相对运动的待焊材料之间产生摩擦，使界面及附近温度升高并达到热塑性状态，随着顶锻力的作用，界面氧化膜破碎，材料发生塑性变形与流动，通过界面元素扩散及再结晶冶金反应而形成接头。
焊接过程不加填充金属，不需焊剂，也不用保护气体，全部焊接过程只需几秒钟。
两焊件结合面之间在较高的压力下高速旋转相互摩擦产生了两个重要的效果：一是破坏了结合面的氧化膜或其他污物，使纯净金属暴露出来；另一个是摩擦生热，使结合面很快形成热塑性层。
在随后的摩擦扭矩和轴向压力作用下这些破碎的氧化物和部分塑性层被挤出结合面外形成飞边，剩余的塑性变形金属就构成了焊缝金属，最后的顶锻使焊缝金属获得进一步锻造，形成了质量良好的焊接接头。
三、摩擦焊的特点（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。
四、摩擦焊的应用目前我国摩擦焊技术的应用比较广泛，可焊接直径3.0～120mm的工件以及8000mm²的大截面管件，同时还开发了相位焊和径向摩擦焊技术，以及搅拌摩擦焊技术。
不仅可焊接钢、铝、铜，而且还成功焊接了高温强度级相差很大的异种钢和异种金属，以及形成低熔点共晶和脆性化合物的异种金属。
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。
磨擦焊基本原理
磨擦焊基本原理磨擦焊是一种新型的焊接技术，它是通过摩擦产生的热量将两个工件连接在一起，而不需要使用焊接剂。
它具有许多优点，如无需使用焊接材料，成本低，焊接质量高，焊接速度快等。
下面我们来详细了解一下磨擦焊的基本原理。
一、摩擦热的产生原理在磨擦焊过程中，两个工件之间由于受到来自旋转摩擦的摩擦力，形成了高强度的接触面，两个工件互相摩擦不断摩擦，摩擦力也随之增大，从而储存了大量的摩擦能量。
随着摩擦的加剧，摩擦热也不断增加，最终将工件接头面加热到高温状态。
这时，工件表面原有的氧化铝分解下来，氧逸出，金属表面裸露，金属直接接触，温度又因金属接触面积变小升高，金属表面在高温下变形，由于受到压力作用，工件逐渐发生变形和塑性变形，直至部分熔化，使得局部冷却时会出现较强的降温速度，而引起了固态金属结构的演变。
二、磨擦焊的过程由于磨擦焊是一种通过摩擦加热的焊接方法，因此其整个过程可以分为三个阶段。
（1）压榨阶段在磨擦焊之初，要将工件之间的摩擦力送到一定程度，从而确保工件之间的表面贴合在一起。
这一阶段是整个焊接过程中最重要的一个阶段，也是最为困难的一个阶段。
由于在工件贴合的初始阶段，工件之间受到的压力非常小，需要将摩擦力逐渐增加，最终使其达到足够的大小，这样才能够确保两个工件之间的表面尽可能地贴合。
在这一阶段中，需要调整摩擦力，并同时调整旋转速度，以便随时掌握好焊接质量。
（2）加热阶段经过压榨阶段之后，接下来的一个阶段就是加热阶段了。
也就是说，在工件之间的摩擦力达到一定程度之后，工件开始逐渐升温，并在短时间内达到一定的温度。
在这个温度范围内，工件的材质和物理状态会随之发生相应的变化，最终达到熔化金属和塑性变形的目的。
常用的加热方式有两种，一种是间歇式加热，即定期加热，一种是连续式加热，即一直加热到所需温度。
（3）焊接阶段在加热阶段之后，接下来就是焊接阶段，此阶段的焊点核心热区的温度渐渐达到熔点，但未完全熔化，液态区域也很小。
振动摩擦焊接原理和焊缝设计
振动摩擦焊接原理和焊缝设计振动摩擦焊接原理和焊缝设计在工程行业中，焊接技术一直扮演着至关重要的角色。
而振动摩擦焊接作为一种新型的实体连接方法，其独特的原理和焊缝设计对于工件的连接质量和稳定性有着非常重要的影响。
本文将深入探讨振动摩擦焊接的原理和焊缝设计，为您解开这一领域的神秘面纱。
1. 振动摩擦焊接原理振动摩擦焊接是一种利用工件间的相对振动产生摩擦热，从而实现焊接的方法。
其原理主要包括以下几个方面：1）振动作用：振动能够增加工件表面之间的接触面积，加大摩擦热的产生，有利于焊接接触材料的塑性流动和金属结合。
2）摩擦加热：振动作用下，工件表面之间的摩擦热能够使材料温度升高，形成塑性状况，为焊接提供了条件。
3）塑性流动：在摩擦加热的作用下，工件表面的材料开始发生塑性流动，使得金属颗粒之间产生了结合。
通过上述原理的作用，振动摩擦焊接可以实现高效的焊接连接，具有焊接速度快、连接强度高、无污染等优点。
2. 振动摩擦焊接焊缝设计在进行振动摩擦焊接时，焊缝设计是至关重要的一环。
一个合理的焊缝设计可以有效提高焊接连接的质量和稳定性，下面将介绍几个焊缝设计的要点：1）焊缝形状：焊缝形状应该根据工件的具体形状和要求来设计，一般可为直线型、波浪型或其他。
2）焊缝尺寸：焊缝的尺寸应该符合工件的要求，一般来说焊缝宽度越窄，工件的热影响区越小，连接越稳定。
3）焊缝位置：焊缝的位置要根据工件的力学特性和要求来设计，一般情况下应该位于工件的适当位置，以保证焊接的均匀性和稳定性。
3. 个人观点和理解在我看来，振动摩擦焊接作为一种新型的实体连接方法，在机械工程等领域有着广阔的应用前景。
其高效、稳定的焊接效果，给工件的连接质量和稳定性带来了革命性的提升。
合理的焊缝设计可以进一步提高焊接连接的质量，从而更好地发挥振动摩擦焊接的优势。
总结回顾通过本文的介绍，我们对振动摩擦焊接的原理和焊缝设计有了更加深入的了解。
振动摩擦焊接通过振动作用、摩擦加热和塑性流动实现了工件的高效连接，而合理的焊缝设计则进一步提高了焊接连接的质量和稳定性。
摩擦焊相关知识点总结
摩擦焊相关知识点总结一、摩擦焊的原理摩擦焊的原理是利用摩擦热效应和机械压力使焊件表面发生塑性变形，从而实现焊接。
摩擦焊的工作原理可以概括为以下几个步骤：1. 接触阶段：两个焊件通过机械压力贴合在一起，形成接触面。
同时，旋转摩擦焊工具，使摩擦热由焊接接触面产生，达到加热的效果。
2. 加热阶段：摩擦焊工具将焊接接触面加热至塑性变形温度，使接触面材料软化并产生塑性变形。
3. 搅拌阶段：通过机械压力和旋转摩擦焊工具使焊接接触面产生搅拌效应，使焊件之间的金属颗粒混合在一起，实现焊接。
4. 冷却阶段：停止摩擦热效应，等待焊接接触面冷却固化，形成坚固的焊接接头。
摩擦焊的原理可以表述为摩擦热效应、塑性变形和搅拌效应的综合作用。
通过控制摩擦焊的工艺参数，可以达到理想的焊接效果和焊缝质量。
二、摩擦焊的工艺参数摩擦焊的工艺参数是影响焊接质量和性能的重要因素，包括摩擦焊工具的转速、轴向压力、径向力、加热时间和冷却时间等。
下面分别对这些工艺参数进行详细介绍：1. 转速：摩擦焊工具的转速是影响摩擦热效应的重要参数。
较高的转速可以产生更多的摩擦热，加热焊接接触面更快，但也可能导致过高的焊接温度和金属流动速度，导致焊接质量下降。
因此，在实际操作中需要根据焊接材料的性质和厚度选择合适的转速。
2. 轴向压力：轴向压力是通过摩擦焊工具施加在焊接接触面上的压力，是实现摩擦焊的关键参数。
适当的轴向压力可以保证焊接接触面的紧密贴合，增加金属材料的接触面积，有利于摩擦热的传递和焊接质量的提高。
3. 径向力：对于摩擦搅拌焊接，径向力是对工件施加垂直于焊缝方向的压力。
通过施加适当的径向力可以保证焊接接触面的搅拌效果，防止焊接接触面出现空隙和气孔，提高焊接质量。
4. 加热时间：加热时间是摩擦焊加热阶段的持续时间，通过控制加热时间可以控制焊接接触面的温度和软化程度，影响焊接质量和强度。
5. 冷却时间：冷却时间是摩擦焊冷却阶段的持续时间，通过控制冷却时间可以保证焊接接触面充分冷却和固化，形成坚固的焊接接头。
摩擦焊铜铝
摩擦焊铜铝
【实用版】
目录
1.摩擦焊的概述
2.铜铝摩擦焊的原理
3.铜铝摩擦焊的应用领域
4.铜铝摩擦焊的优势与局限性
5.我国在铜铝摩擦焊技术方面的发展
正文
一、摩擦焊的概述
摩擦焊是一种在接触面产生摩擦热，使材料局部熔化并连接的焊接方法。
摩擦焊具有操作简便、效率高、成本低等优点，广泛应用于金属材料、非金属材料及其复合材料的连接。
根据焊接过程中的温度分布和组织变化，摩擦焊可分为热熔焊、固相焊和液相焊等类型。
二、铜铝摩擦焊的原理
铜铝摩擦焊主要是利用摩擦热使铜和铝材料在接触面熔化，形成焊缝。
焊接过程中，铜和铝材料在压力作用下产生塑性变形，从而形成紧密的连接。
为了提高焊接质量，通常需要在焊接前对焊接表面进行处理，如清理氧化膜、涂抹润滑剂等。
三、铜铝摩擦焊的应用领域
铜铝摩擦焊技术广泛应用于汽车、船舶、航空航天、电力、电子等行业。
例如，在汽车制造中，铜铝摩擦焊可用于连接车身、发动机、悬挂系统等部件；在电力行业中，铜铝摩擦焊可用于连接电缆接头、母线等。
四、铜铝摩擦焊的优势与局限性
铜铝摩擦焊具有操作简便、效率高、成本低、焊缝质量好等优点。
但同时，铜铝摩擦焊也存在一定的局限性，如焊接过程中的温度难以控制，易产生过热、熔穿等问题，另外，摩擦焊的焊接强度受到一定影响，对于承受较大载荷的部件，可能需要采用其他焊接方法进行加固。
五、我国在铜铝摩擦焊技术方面的发展
我国在铜铝摩擦焊技术方面取得了显著的成果。
近年来，我国在摩擦焊设备、焊接工艺、焊接材料等方面不断创新，提高了摩擦焊技术水平。
摩擦焊接和超声波焊接
摩擦焊接和超声波焊接
摩擦焊接（Friction Welding）和超声波焊接（Ultrasonic Welding）是两种不同的金属焊接方法，它们在工业生产中有着广泛的应用。
1. 摩擦焊接：
- 原理：摩擦焊接利用机械制动器在两个金属工件之间产生摩擦热，使其局部加热到焊接温度，然后施加压力使两个金属工件连接。
- 过程：两个工件之间通过旋转、振动或摩擦产生高温，当达到合适的焊接温度后，停止加热并施加压力使金属融合。
- 优点：可用于不同材料的焊接、速度快、焊接头质量高、成本低、无需外加焊接材料。
- 应用：适用于汽车制造、航空航天、铁路和管道等领域，用于连接不同金属的部件。
2. 超声波焊接：
- 原理：超声波焊接利用超声波振动使两个工件表面摩擦产生热量，导致材料部分熔化并在施加压力下连接。
- 过程：超声波通过焊接头传递到工件表面，引起材料震动和热量，然后施加压力使工件连接。
- 优点：能够在短时间内完成焊接、焊接头质量好、对金属表面要求较低、无需外加焊接材料。
- 应用：用于塑料、玻璃、电子器件、医疗设备、电池、电线连接等领域。
这两种焊接方法都具有快速、高效、节能等优点，并且适用于许多不同种类的金属或材料。
选择使用哪种方法通常取决于材料类型、要求的焊接质量、工件形状和焊接条件等因素。
黑龙江钻杆摩擦焊的原理
黑龙江钻杆摩擦焊的原理
黑龙江钻杆摩擦焊是一种利用钻杆在高速旋转和摩擦过程中产生的热量，将工件连接在一起的焊接方法。
其原理如下：
1. 钻杆旋转：将待焊接的工件夹持在工装中，钻杆通过电机高速旋转。
2. 压力施加：在钻杆旋转的同时，施加一定的压力将待焊接的工件紧密接触。
3. 摩擦加热：由于钻杆的旋转产生了摩擦力，工件表面将产生摩擦热，将接触面加热到一定温度。
4. 材料软化：由于摩擦加热，接触面的材料开始软化，形成一个熔化区域。
5. 结合连接：当材料软化后，施加的压力将工件牢固地连接在一起，形成焊接接头。
6. 冷却固化：经过一段时间冷却，焊接接头中的材料再次固化，形成坚固的连接。
通过上述原理，黑龙江钻杆摩擦焊可以实现高效、快速、不需要额外填料的焊接
过程，特别适合用于焊接管道、钢板等材料的连接。
摩擦焊知识简介
摩擦焊摩擦焊是利用焊件相对摩擦运动产生的热量来实现材料可靠连接的一种压力焊方法。
其焊接过程是在压力的作用下，相对运动的待焊材料之间产生摩擦，使界面及其附近温度升高并达到热塑性状态，随着顶锻力的作用界面氧化膜破碎，材料发生塑性变形与流动，通过界面元素扩散及再结晶冶金反应而形成接头。
连续驱动摩擦焊基本原理1．焊接过程连续驱动摩擦焊接时，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。
2．摩擦焊接产热摩擦焊接过程中，两工件摩擦表面的金属质点，在摩擦压力和摩擦扭矩的作用下，沿工件径向与切向力的合成方向作相对高速摩擦运动，在界面形成了塑性变形层。
该变形层是把摩擦的机械功转变成热能的发热层，它的温度高、能量集中，具有很高的加热效率。
3．摩擦焊焊接参数主要参数有转速、摩擦压力、摩擦时间、摩擦变形量、停车时间、顶锻时间、顶锻压力、顶锻变形量。
其中，摩擦变形量和顶锻变形量（总和为缩短量）是其他参数的综合反应。
1) 转速与摩擦压力。
转速和摩擦压力直接影响摩擦扭矩、摩擦加热功率、接头温度场、塑性层厚度以及摩擦变形速度等。
转速和摩擦压力的选择范围很宽，它们不同的组合可得到不同的规范，常用的组合有强规范和弱规范。
强规范时，转速较低，摩擦压力较大，摩擦时间短；弱规范时，转速较高，摩擦压力小，摩擦时间长。
2) 摩擦时间。
摩擦时间影响接头的加热温度、温度场和质量。
如果时间短，则界面加热不充分，接头温度和温度场不能满足焊接要求；如果时间长，则消耗能量多，热影响区大，高温区金属易过热，变形大，飞边也大，消耗的材料多。
摩擦焊资料
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摩擦焊 发布者：chinaweld 发布时间：2006-2-7 阅读：1616次
摩擦焊
2008-5-26
摩擦焊
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6． 线性摩擦焊 线性摩擦焊原理如图8所示。待焊的两个工件一个固定，另一个以一定的速度作往复运动，或两个工件作相对往复运动，在压力F的作用 下两工件的界面摩擦产生热量，从而实现焊接。该方法的主要优点是不管工件是否对称，均可进行焊接。近年来，线性摩擦焊的研究较多， 主要用于飞机发动机涡轮盘与叶片的焊接，还用于大型塑料管道的现场焊接安装。
（3）稳定摩擦阶段（t3） 稳定摩擦阶段是摩擦加热过程的主要阶段，其范围从摩擦加热功率稳定值的d点起，到接头形成最佳温度分 布的e点为止，这里的e点也是焊机主轴开始停车的时间点（可称为e′点），也是顶锻压力开始上升的点（图10的ƒ点）以及顶锻变形量的开 始点。在稳定摩擦阶段中，工件摩擦表面的温度继续升高，并达到1300℃左右。这时金属的粘结现象减少，分子作用现象增强。稳定摩擦阶 段的金属强度极低，塑性很大，摩擦系数很小，摩擦加热功率也基本上稳定在一个很低的数值。此外，其它连接参数的变化也趋于稳定，只 有摩擦变形量不断增大，变形层金属在摩擦扭矩的轴向压力作用下，从摩擦表面挤出形成飞边，同时，界面附近的高温金属不断补充，始终 处于动平衡状态，只是接头的飞边不断增大，接头的热影响区变宽。
7． 搅拌摩擦焊 搅拌摩擦焊（FSW）是英国焊接研究所（简称TWI）于1991年发明的一种用于低熔点合金板材焊接的固态连接技术。它是由摩擦焊派生发 展起来的。由于这种工艺能进行板材的对接，并具有固相焊接接头独特的优点，因而在焊接高强度铝合金板材方面获得成功。 搅拌摩擦焊的工作原理如图9所示，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。
摩擦焊机工作原理
摩擦焊机工作原理摩擦焊是一种常用的焊接方法，其工作原理基于材料表面摩擦引起的局部热量和压力。
该方法通常用于焊接金属材料，可以实现高强度、高效率的焊接过程。
本文将深入探讨摩擦焊机的工作原理，并介绍其在实际应用中的优点。
一、摩擦焊机概述摩擦焊机是一种专门用于摩擦焊接的设备。
它由摩擦头、焊接头、传动系统和控制系统等组成。
摩擦头通过旋转产生摩擦力，将工件表面加热至熔点以上的温度。
焊接头施加压力，使两块工件在高温和高压下实现焊接。
二、摩擦焊的工作原理摩擦焊的工作原理基于摩擦引起的热和机械能转化为焊接过程的能量。
具体步骤如下：1. 接触阶段：摩擦头与工件表面接触，施加压力。
由于摩擦力的作用，工件表面开始局部加热。
2. 加热阶段：连续旋转的摩擦头引起工件表面的高速摩擦，将机械能转化为热能。
热量的积累将局部区域加热到熔点以上，形成摩擦焊区。
3. 压力阶段：摩擦头停止旋转，施加持续的压力。
工件表面的塑性材料被挤出，形成焊接界面。
4. 固化阶段：焊接界面冷却并固化，形成坚固的焊缝。
三、摩擦焊的优点摩擦焊作为一种高效率、高质量的焊接方法，具有许多优点：1. 能耗低：摩擦焊不需要额外的热源，减少了能源消耗。
相较于传统焊接方法，摩擦焊的能耗更低。
2. 焊接速度快：由于摩擦头高速旋转，摩擦焊的焊接速度比传统焊接方法快很多。
这使得生产效率大幅提高。
3. 无需填充材料：摩擦焊不需要使用额外的填充材料。
焊接过程中，材料的塑性使得焊接部位形成强固的焊缝。
4. 厚薄板均可焊接：摩擦焊适用于焊接各种厚度的金属板材，具有较强的适应性。
5. 焊接强度高：由于焊接过程中金属表面的塑性变形，摩擦焊形成的焊缝强度较高。
四、摩擦焊的应用领域摩擦焊广泛应用于航空航天、汽车制造、管道连接等领域。
以下列举几个实际应用：1. 轨道交通领域：摩擦焊可以用于连接轨道、制造列车轮轴等，确保高强度和安全性。
2. 汽车制造：摩擦焊用于车辆零部件的焊接，如发动机连杆、油底壳等。
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。
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形成粗大、不对称封闭圆滑
的飞边，如图9-5（a）所 示。
图9一5主轴转速高时产生的不良影响 (a)n = 1000 r/min ; (b) n= 2000r/min (c)n = 4000r/min
对于同一个焊件短，只需几秒钟;而当n、p、t 的参数
条件不是惟一的。当n 较低、p较大，t可以较短，只需几
摩擦焊热源的功率和温度不仅取决于焊接工艺规范
参数，还受到焊接工件材料、形状、尺寸和焊接表面准备 情况的影响。摩擦焊热源的最高温度接近或等于焊接金属
的熔点。
异种金属摩擦焊时，热源温度不超过低熔点金属的熔 点，这对保证焊接质量和提高焊接过程的稳定性起了很大 作用。不同材料和直径的工件，在不同转速和摩擦压力下 焊接时，摩擦焊接表面的稳定温度列于表9.1。
9.2.1 搅拌摩擦焊(Friction Stir Welding） 搅拌摩擦焊是英国焊接研究所推出的一项专利
技术，其原理见图9一2。
搅拌摩擦焊目前不仅限
于对各类铝合金的焊接，也
开发应用于钢和钛合金，单 面可焊厚度从2mm到25mm ,
Hale Waihona Puke 双面焊的厚度可达50mm用常
规熔焊方法不能焊接的2xxx 系列铝合金，采用搅拌摩擦
在能够向前移动加压的夹头上。焊接开始时，工件1首先以
高速旋转，然后工件2向工件1方向移动、接触，并施加足
够大的摩探压力，这时开始了摩擦加热过程，摩擦表面消耗 的机械能直接转换成热能。
摩擦一段时间后，接头金属的摩擦加热温度达到焊接
温度，立即停止工件1的转动，同时工件2向前快速移动， 对接头施加较大的顶锻压力，使其产生一定的顶锻变形量。 压力保持一段时间后，松开两个夹头，取出焊件，全部焊接 过程结束，通常全部焊接过程只要2～3 S的时间。 在整个焊接过程中，摩擦界面温度一般不会超过材料熔 点，所以摩擦焊属于固相焊接。
焊可以使其焊接性能大为改
善。与氢弧焊接头相比，同
图9.2搅拌摩擦焊原理
一种铝合金搅拌摩擦焊头的强度高15%～20%，伸长 率高1倍，断裂韧度高30%，接头区为细晶组织，焊缝
中无气孔、裂纹等缺陷;此外，焊件焊后残余变形很小，
焊缝中的残余应力很低。 这种方法的缺点是，为了避免搅拌引起的振动力使焊
件偏离正确的装配方位，在施焊时必须把焊件刚性固定，
(2)摩擦压力增大，摩擦破坏了焊接金属表面，使纯
净的金属接触，接触面积也增大，而焊接表面温度的升高， 使金属的强度有所下降，塑性和韧性却有很大提高，这些
因素都使摩擦系数增大，摩擦加热功率迅速提高，扭矩也
出现一个峰值。 焊接表面温度继续升高时，金属的塑性增高，但强 度和韧性都显著下降，摩擦加热功率也迅速降低到稳定值。 这一过程中，摩擦表面的机械挖掘现象减少，振动降低， 表面逐渐平整，开始产生金属的粘结现象。高温塑性状态 的金属颗粒互相焊合后，又被工件旋转的扭力矩剪断，并 彼此过渡。
秒钟时间；当n 较高、p较小，t 将较长，例如可达40s显 然对于小焊件宜尽可能采用短时间参数，大端面焊件则只
可用弱参数。此外，不同材质的焊件，t的匹配条件也不一
样，例如高合金钢摩擦焊，摩擦压力和时间都应增加。 3. 停车时间及顶断延时 一般应在制动停车0.1～1s后进行顶锻，其间转速降 低，摩擦阻力和摩擦扭矩增大，轴向缩短速度也增大。调
(3)摩擦功率或扭矩稳定后，摩擦表面的温度继续升高， 这时金属的粘结现象减少，分子作用现象增强。此时金属强度
极低，塑性很大，摩擦表面似乎被一层液体金属所润滑，摩擦
系数很小，各工艺参数的变化也趋于稳定，只有摩擦变形量不 断增大，飞边增大，接头的热影响区增宽。 (4)主轴和工件开始停车减速后，随着轴向压力增大，转 速降低，摩擦扭矩增大，再次出现峰值，称为后峰值扭矩。同 时接头中的高温金属被大量挤出，变形量也增大。制动阶段是
节顶锻延时则可以调整后峰值扭矩及变形层厚度。
4. 顶锻压力及顶锻变形量
顶锻是为了挤碎和挤出变形层中氧化了的金属和其它
有害杂质，并使接头区金属得到锻压、结合紧密、晶粒细 化、性能提高。顶锻变形量是锻压程度的主要标志。
顶锻力大小取决于焊件材质、温度及变形层厚度，也
跟摩擦压力有关。材质高温强度高、接头区温度低或变形 层较薄时，顶锻压力应取大一些，其范围为100～ 200MPa。一般顶锻压力宜为摩擦压力的2～3倍,顶锻 量为1～6mm,顶锻速度宜为10～40（mm/h） 。
金属焊接表面的摩擦不仅产生热量，面且还能破坏
和清除表面的氧化膜。变形层金属的封闭、挤出和不断被
高温区金属更新,可以防止焊口金属的继续氧化。顶锻焊 接后,部分变形层金属像填料一样留在接头中会影响焊接 质量。
Contents
§ 9.4 摩擦焊规范参数
9.4.1连续驱动摩擦焊工艺参数
连续驱动摩擦焊主要工艺参数有转速、摩擦压力、 摩擦时间、停车时间和顶锻时间以及顶锻压力和顶锻
变形量等。这些参数取决于工件的横截面积、金属的
熔点和导热系数、热循环过程中冶金性能的变化(特 别是在异种金属焊接时)等因素。一下对各种工艺参
数进行详细说明。
1. 转速和摩擦压力
摩擦焊接过程的加热来源于摩擦能，其加热功率为
式中 , R — 焊件的工作半径(mm); n — 主轴转速(r/min); P—摩擦压力(MPa); μ—摩擦系数，其值在摩擦过程中是变化的，数值在0.2～2 之间; Kf，—常数。
度也不断缩短。
异种金属的结合机理比较复杂，除了犁削一粘合一剪 切撕裂物理现象外，金属的物理与力学性能、相互间固溶
度及金属间化合物等，在结合机理中都会起作用。
焊接时由于机械混合和扩散作用，在结合面附近很窄 的区域内有可能发生一定程度的合金化。这一薄层的性能
对整个接头的性能会有重要影响。机械混合和相互镶嵌对
擦加热过程和顶锻焊接过程两部分。
(1)摩擦开始时,由于工件摩擦焊接表面不平,以及存在
氧化膜、油锈、灰尘和吸附气体使得摩擦系数很大，随着
摩擦压力逐渐增大,摩擦加热功率慢慢增加,使凹凸不平的 表迅速产生塑性变形和机械挖掘现象。塑性变形破坏了摩
擦表面金属晶粒,成为一个晶细小的变形层。沿变形层附
近的母材也顺摩擦方向产生塑性变形。金属相互压人部分 挖掘,使摩擦表面出现同心圆痕迹,这样又增大了塑性变形。
结合也会有一定作用。这种复杂性使得异种金属的摩擦焊 接很难预料。
Contents
§ 9.2
摩擦焊分类
摩擦焊工艺方法目前已由传统的几种形式发展
到20多种，极大地扩展了摩擦焊的应用领域。常用 的摩擦焊工艺有连续驱动摩擦焊、惯性摩擦焊、线性 摩擦焊、搅拌摩擦焊等。焊件的形状由典型的圆截面 扩展到非圆截面(线性摩擦焊)和板材(搅拌摩擦焊)， 所焊材料由传统的金属材料拓宽到粉末合金和异种材 料领域。
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焊接成型原理
长春工业大学材料科学与工程学院 课件制作：徐世伟 指导教师：刘耀东
第九章 摩擦焊连接方法与基本原理
摩擦焊(Friction Welding)是一种压焊方法
，它是在外力作用下，利用焊件接触面之间的相对 摩擦运动和塑性流动所产生的热量，使接触面及其 临近区金属达到粘塑性状态并产生适当的宏观塑性 变形，通过两侧材料间的相互扩散和动态再结晶而
9.2.3 惯性摩擦焊 惯性摩擦焊是在焊接过程开始前输人焊接所需的全 部机械能。一工件固定不转动，转动的工件装在带有可更
换的飞轮组的转动夹具上，整个转动部分被驱动到转速
n0后脱开驱动。使两工件接触并施加轴向压力P，焊接过 程开始。飞轮的能量通过工件结合面上的摩擦迅速消耗，
转速减至零，焊接结束。在转动停止前摩擦扭矩有一个急
完成焊接的。
Contents
9.1
摩擦焊基本原理 摩擦焊分类 摩擦焊接过程分析 摩擦焊规范参数
9.2
9.3
9.4
9.5
摩擦焊接头的缺陷及检测
§ 9 .1 摩擦焊基本原理
图9一1是摩擦焊的基本形式，两个圆断面的金属 工件摩擦焊前，工件1夹持在可以旋转的夹头上， 工件2夹持
图9，1摩擦焊原理示意图 1一工件;2一工件;3一旋转夹头;4一移动夹头 (a)形成相对转动〔b) 施加压力两界面接触(C)进行焊接(d)焊接结束
都集中在变形层中，稳定摩擦时变形层金属在摩擦扭矩和
轴向压力的作用下，从摩擦表面挤出形成飞边，同时又被 附近高温区的金属所补充，始终处于动平衡状态。
在制动和顶锻焊接过程中，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。
9.3.2 摩擦焊热源的特点
摩擦焊的热源就是金属摩擦焊接表面上的高速摩擦
图9一3连续驱动摩擦 焊典型特性曲线
图9一4惯性摩擦焊 典型特征曲线
Contents
§ 9.3 摩擦焊接过程分析
这里我们主要讨论应用最广泛的结构钢 连续驱动摩擦焊的焊接过程及其热源特点。
9.3.1 焊接过程
摩擦焊接过程，是焊接表面金属在一定的空间和时间
内，金属状态和性能发生变化的过程。连续驱动摩擦焊特 性曲线如图9一3，摩擦焊接过程的一个周期，可分成摩
摩擦加热过程和顶锻焊接过程的过渡阶段，具有双重特点。
主轴停止旋转后，顶锻力仍要维持一段时间，直至接头温 度冷却到规定值为止。
总之，在摩擦焊接过程中，金属摩擦表面从低温到高 温变化，而表面的塑性变形、机械挖掘、粘结和分子作用 四种摩擦现象连续发生。 在整个摩擦加热过程中，摩擦表面上都存在着一个高 速摩擦塑性变形层。摩擦焊的发热、变形和扩散现象主要
同种材质摩擦焊时，最初界面接触点上产生犁削一粘 合现象。由于单位压力很大，粘合区增多，继续摩擦使这 些粘合点产生剪切撕裂，金属从一个表面迁移到另一个表 面。 界面上的犁削一粘合一剪切撕裂过程进行时，摩擦力
矩增加使界面温度升高。当整个界面上形成一个连续塑性