摩擦焊接工艺流程【详解】
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。
摩擦焊的工艺过程
摩擦焊的工艺过程
摩擦焊是一种无焊接材料的热机械连接方法，利用工件在高速摩擦过程中的塑性变形和表面摩擦产生的热量来达到连接的目的。
其工艺过程如下：
1. 准备工件：准备待连接的工件，确保其表面光洁。
2. 安装夹具：将工件固定在专用夹具上，以保证焊接过程中的稳定性和准确性。
3. 运动开始：启动摩擦焊设备，使工件开始在轴向施力下产生旋转和线性运动。
4. 摩擦阶段：当工件开始旋转和线性运动时，由于摩擦力的存在，工件的表面开始产生高温，并呈塑性变形状态。
5. 塑性变形：在高温和压力的共同作用下，工件表面的金属开始流动，使工件表面产生较高的塑性变形。
6. 温度控制：在摩擦阶段，通过调节摩擦焊设备的参数，如速度、压力等，控制工件表面的温度，以达到合适的焊接温度区间。
7. 温度补偿：由于焊接过程中会产生较高的温度，需要在摩擦焊设备中进行温度补偿，以确保焊接过程的稳定性和可控性。
8. 冷却阶段：焊接完成后，将工件冷却至室温，使焊接处形成
稳定的连接。
9. 结果检验：对焊接处进行质量检验，确保连接的牢固性和可靠性。
10. 后续处理：根据需要，对焊接处进行后续处理，如去毛刺、研磨、抛光等，以提高连接的外观和表面光洁度。
以上就是摩擦焊的工艺过程，具体操作中应根据具体工件的要求和材料特性进行调整。
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。
双金属气门连续驱动摩擦焊焊接工艺分析.doc
双金属气门连续驱动摩擦焊焊接工艺分析李金民周东:双金属气门连续驱动摩擦焊焊接工艺分析25双金属气门连续驱动摩擦焊焊接工艺分析Weldingprocessanalysisofbimetalvalvefrictionwielding李金民周东(石家庄金刚内燃机零部件集团有限公司)【摘要)对于双金属摩擦焊接气门,通过采取合理的摩擦焊接的工艺流程和合理摩擦焊接参数,使产品的质量最优,生产成本降到最低.(关键词】摩擦焊工艺流程热量计算焊接质量1前言随着内燃机的不断进步,双金属摩擦焊接气门的不断普及,摩擦焊接的质量的要求也越来越高,选择合理的摩擦焊接的工艺流程和合理摩擦焊接参数就显得特别重要.合理的摩擦焊接的工艺流程可以减少原材料的消耗,减少热处理的成本;合理摩擦焊接参数可以提高焊接处的强度,甚至可以大于基体的强度,从而提高气门的可靠性.本文分析了焊接前热处理和焊接后热处理的工艺的利弊,连续驱动摩擦焊的产热原理和热量的计算.2双金属摩擦焊气门的工艺流程1,方案A—————_-J崭目棒料摩擦焊接热年t边一一一3,方案C瓣卜_.J察擦接—热车飞边—一消除应处理L—校直3双金属摩擦焊气门的工艺方案分析上三方案,对于热处理来说,实质上是两种方案,工艺方案A是先焊接后热处理,而工艺方案B 和C是头,杆分别进行热处理后再焊接.现以4Cr5)Si2与5Cr21Mn9Ni4N焊接气门进行分析.1先焊接后热处理工艺方案此工艺方案的优点是节约能源,简化热处理工序.其难点在于恰当选择同时能保证不同材料使用性能的热处理工艺参数.因为5Cr21Mn9Ni4N固溶和时效温度比4Cr9Si2调质工艺中的淬火,回火温度高得多.所以,不能简单的选用5Cr21Mn9Ni4N或4Cr9Si2的热处理工艺参数.只能根据气门的使用要求,图纸的技术条件,同时兼顾头杆的性能来确定热处理工艺参数.实际上除了参照一些成熟的经验外,还应反复进行工艺性能试验, 来选择合适的工艺参数.1,焊接后消除应力处理工艺焊接后的焊缝存在很大的应力,焊缝附近的4Cr9Si2段是淬火马氏体组织,硬而脆,不利于以后的校直工序.所以必须在焊接后及时采取消除应力的热处理.这种热处理工艺参数的选择要考虑两个方面:一是消除焊接应力;二是使4Cr9Si2段焊缝及其影响区的淬火马氏体转变回火索氏体,降低该区域的硬度,便于校直.一般采用的消除应力处理的工艺为700℃保温90min空冷.2,最终热处理(1)淬火(固溶)温度的选择对于钢厂供应的5Cr21Mn9Ni4N钢是不完全固溶状态,所以淬火温度主要考虑4Cr9Si2的淬火温度.温度过高将使4Cr9Si2的晶粒度粗大,室温性能下降,且不利于以后的杆端高频淬火.因而把加热温度定为1050℃.由于两种材料的传热系数不同,为使淬火时加热均匀,一般在装入淬火炉前, 26内燃机配件2009年第3期先在82013进行预热.(2)回火(时效)温度的选择按5Cr21Mn9Ni4N时效温度,应在75013最佳,但对于4Cr9Si2段,如果采用75013回火,其机械性能将下降很多.为不使4Cr9Si2的性能下降,采用65013回火.圆火后的冷却,为防止4Cr9Si2的第二回火脆性,采用水冷.(3)对于先焊接后热处理的较合适的工艺是:820E预热15分钟+105013保温l0分钟油淬+ 65013保温90分钟水冷.2先热处理后焊接的工艺方案对于5Cr21Mn9NN和4Cr9Si2各自进行最佳的热处理,然后进行焊接,焊接后进行消除应力处理. l,5Cr21Mn9Ni4N固溶一时效处理:试验得到适宜工艺参数115013～119013固溶加热保温0.5～1小时,水冷至室温,74013～78013时效10～14小时,时效后空冷.2,4Cr9Si2调质处理:82013预热14min+1050℃保温10min油冷+650℃保温90rain水冷. 3,焊接后消除应力处理:先热处理后焊接,在焊缝区0.5mm左右范围内有明显的热影响区.此区对5Cr21Mn9Ni4N没有什么影响,只是晶粒度发生变形,而对于4Cr9Si2影响较大.由于摩擦焊接已达4Cr9Si2的淬火温度,随后空冷时转变为马氏体组织,硬度达到HRC56—59.因此焊接后必须进行消除应力处理.同时使热影响区的4Cr9Si2部分的淬火马氏体组织转变为回火索氏体.消除应力处理工艺参数650℃保温90min水冷.通过上述工艺方案分析可看出,为了达到同时发挥两种材料的最佳性能值,各自先进行热处理再焊接的工艺方案比较合理,但有的钢厂的5Cr21Mn9Ni4N已经不完全固溶处理,性能已达到图纸技术要求,那么先焊接后热处理的工艺方案也是可行的.4双金属摩擦焊气门的连续驱动摩擦焊工艺1,连续驱动摩擦焊原理焊前,待焊接的一对工件中,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.随着实际接触面积的不断增大,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. 在热激活作用下,这层粘塑性金属发生动态再结晶, 使变形抗力降低,故摩擦扭矩升高到一定程度(前峰值扭矩)后逐渐降低.随着摩擦热量向两侧工件的传导,焊接面两侧温度亦逐渐升高,在轴向压力作用下,焊合区金属发生径向塑性流动,从而形成飞边, 轴向缩短量逐渐增大.随摩擦时间延长,摩擦界面温度与摩擦扭矩基本恒定,温度分布区逐渐变宽,飞边逐渐增大,此阶段称之为准稳定摩擦阶段.在此阶段,摩擦压力与转速保持恒定.当摩擦焊接区的温度分布,变形达到一定程度后,开始刹车制动并使轴向力迅速升高到所设定的顶锻压力此时轴向缩短量急骤增大,并随着界面温度降低,摩擦压力增大, 摩擦扭矩出现第二个峰值,即后峰值扭矩.在顶锻过程中及顶锻后保压过程中,焊合区金属通过相互扩散与再结晶,使两侧金属牢固焊接在一起,从而完成整个焊接过程.在整个焊接过程中,摩擦界面温度一般不会超过熔点,故摩擦焊是固态焊接.2,连续驱动摩擦焊重要参数:摩擦量F(加热量规格)摩擦时间t1(时间规格)摩擦压力P,——焊接时,在摩擦加热过程中,轴向给的压力;顶锻压力P2——焊接时,在顶锻过程中,轴向给的压力;刹车延时t2——焊接时,开始顶锻到开始刹车的时间间隔;保压时间t3——焊接时,顶锻压力保持的时间;3,气门的材料多是奥氏体和马氏体材料,两者属于变形抗力较大的高强材料,在焊接时宜采用先顶锻后刹车的工艺.4,气门摩擦焊接时的热量计算:在焊接的过程中,产生热量的主要是周向摩擦力,其次是轴向的压力(摩擦压力P,);但前者远大于后者,摩擦力的大小主要取决于轴向压力.,=S=2~pPlr①=fL②L=刑f③注:厂摩擦力;W,摩擦力做的功;cc,角速度;李金民周东:双金属气门连续驱动摩擦焊焊接工艺分析27由①②③得2l~nPlwR.t——一=2,×删=④由④得出摩擦力的功率Pr:2/~rP1wR3⑤轴向摩擦压力P1的功率P轴=P1V台⑥;台工作台速度由⑤⑥得出加热总功率P总=(Ps+P轴)=17(十2P.V台)⑦叩效率由⑦知在孙∞一定的前提下,P总主要和Pl,R,y台有关;由材料的所需能量公式Q=CMT整;C材料的比热,M质量,T差温度的差值;在摩擦焊接的过程中,单位时间内的所需的能量为:Q=(C马氏体p马氏体cIV马氏体+c奥氏体p奥氏体'dV奥氏体) =T差(C马氏体p马氏体V马氏体+C奥氏体P奥氏体V臭氏体)( V马氏体+V奥氏体=V台(在摩擦焊的过程中,材料半径R一定,通过调节摩擦压力Pl和工作台速度V台使在摩擦时间tl内⑦与⑧平衡是摩擦焊参数调节的关键.5,刹车延时t2一般在0.1S～0.25S之间,直径大的刹车延时也就相应的长;保压时间b越长越好,一般在2S~5S,直径大的保压时间也就相应的长.5摩擦焊接质量的检测1,通过抗拉强度试验,通过强度值来反映焊接质量,如果参数调节到最佳,可以实现不从焊缝处断裂; 2,通过100%超声波探伤来检验焊接处的缺陷;3,通过100%旋转弯曲试验来检验焊接处的质量.工件在旋转过程中,在垂直工件的方向上,一定的位置上,施加一定的力使工件发生弯曲,通过弯曲来检测焊接处的质量.6摩擦焊接处的微观组织的变化'通过连续驱动摩擦焊接的原理可知,工件经过摩擦过程后,在顶锻过程及顶锻后保压过程中,焊合区金属通过相互扩散与再结晶,使两侧金属牢固焊接在一起,从而完成整个焊接过程.焊合区金属通过相互扩散与再结晶,晶粒度发生明显变化,通过金相图片可以看出焊缝处晶粒度明显偏细(见图1). 豳17结论1,不同摩擦焊接的工艺流程,摩擦焊接的参数不同;采取什么样的工艺流程要根据图纸的要求和原材料的状态而定.2,通过计算和试验选择合理的摩擦焊接参数对焊接的质量有至关重要.参考文献1王中平,张立军,周正航,陈永平.摩擦焊接工艺及设备的技术提升.(上接第20页)3)气门软氮化的弯曲和变形,除了同热处理后的组织与性能,存在校直应力有关外,更应关注机械加工应力的影响,假如经过氮化前去应力退火后,杆部直线度,盘锥面或底面跳动等变形较小,则证明气门的车削或磨削工艺参数是合理的,反之则证明其工艺参数是需要调整的.气门软氮化后出现弯曲或变形则应重点分析整个软氮化工艺与操作的正确性.4)对于需要抛丸的软氮化气门,应进行其变形量(直线度)与盘锥面跳动的检查,同时应确保气门整体的清洁,检验手段是采用湿布进行气门表面的擦拭,重点在锁夹槽,烟槽等凹部区域,如果有黑灰, 则表明抛丸频率低或时间短.5)光饰或抛丸后的煮油可以用防锈水代替,这样可避免油脏吸附磨削砂粒,杂物或粉尘等,有助于提高气门的清洁度,同时也可减少清洗工序,是有比较明显效果的.。
摩擦焊接工艺
摩擦焊接（Friction Welding）是一种固态焊接工艺，通过在两个工件之间施加力和高速旋转的运动来产生热量，使工件表面发生塑性变形并实现焊接。
以下是摩擦焊接的基本步骤：
1.准备工件：将需要焊接的两个工件准备好，确保表面光洁且无污染物。
2.定位工件：将工件正确定位并夹紧以保持稳定。
3.施加压力：对于径向摩擦焊接，施加轴向压力使两个工件相互贴合。
对于横向摩擦焊接，
施加横向力使两个工件相互接触。
4.开始摩擦：启动旋转机构以使其中一个工件发生高速旋转。
同时，施加足够的压力使工
件之间发生摩擦。
5.加热阶段：由于摩擦产生的热量，工件表面温度升高，达到可塑性变形的温度。
6.摩擦停止：当工件表面温度达到要求后，停止摩擦并保持旋转。
7.施加焊接压力：在停止摩擦后，保持施加足够的压力使工件之间产生高度塑性变形。
8.冷却阶段：继续施加焊接压力的同时，等待工件冷却。
这样可以保持焊点处的固态结合。
9.焊接完成：冷却后，停止施加压力并将工件松开，即可完成摩擦焊接。
摩擦焊接具有许多优点，如快速、高效、无需填充材料和较低的热影响区等。
它被广泛应用于航空航天、汽车制造、管道连接和金属加工等领域。
摩擦焊工艺
摩擦焊工艺1.接头设计1）接头设计原则（1）对旋转式摩擦焊，至少有一个圆形截面。
（2）为了夹持方便、牢固，保证焊接过程不失稳，应尽量避免设计薄管、薄板接头。
（3）一般倾斜接头应与中心线成30°～45°的斜面。
（4）对锻压温度或热导率相差较大的材料，为了使两个零件的锻压和顶锻相对平衡，应调整界面的相对尺寸。
（5）对大截面接头，为了降低摩擦加热时的扭矩和功率峰值，采用端面导角的办法可使焊接时接触面积逐渐增加。
（6）如要限制飞边流出（如不能切除飞或不允许飞边暴露时），应预留飞边槽。
（7）对于棒－棒、和棒－板接头，中心部位材料被挤出形成飞边时，要消耗更多的能量，而焊缝中心部位对扭矩和弯曲应力的承担又很少，所以，如果工作条件允许，可将一个或两个零件加工成具有中心孔洞，这样既可用较小功率的焊机，又可提高生产率。
（8）采用中心部位突起的接头，见图1，可有效地避免中心未焊合。
（9）摩擦面要避免采用渗碳、渗氮等。
（10）为了防止由于轴向力（摩擦力、顶锻力）引起的滑退，通常在工件后面设置挡块。
（11）工件伸出夹头的尺寸要适当，被焊工件应尽可能有相同的伸出长度。
图1 接头表面突起设计标准2）摩擦焊接头的形式表1是摩擦焊接头的基本形式。
表1 摩擦焊接头的基本形式接头形式简图接头形式简图棒－棒管－板管－管管－管板棒－管棒－管板矩形和多边形型材－棒－板棒或板2.连续驱动摩擦焊的焊接参数1）主要的焊接参数可以控制的主要焊接参数有转速、摩擦压力、摩擦时间、摩擦变形量、停车时间、顶锻延时、顶锻时间、顶锻力、顶锻变形量。
其中，摩擦变形量和顶锻变形量（总和为缩短量）是其它参数的综合反映。
（1）转速和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。
工件直径一定时，转速代表摩擦速度。
实心圆截面工件摩擦界面上的平均摩擦速度是距圆心为2/3半径处的摩擦线速度。
稳定摩擦扭矩与平均摩擦速度、摩擦压力的关系见图2。
搅拌摩擦焊焊接过程
搅拌摩擦焊焊接过程
搅拌摩擦焊，也被称为摩擦搅拌焊，是一种通过机械振动摩擦加热并混合金属来进行焊接的技术。
它是一种高效、可靠、环保的焊接方式，广泛应用于航空、汽车、铁路、造船等领域。
搅拌摩擦焊的具体过程是这样的：首先，将待焊接的两个金属板材用夹具紧密压在一起，并用力使其产生摩擦。
然后，利用机械勾绞器在焊接面上施加晶界剪切力，使金属表面产生摩擦热，并将热能沿着焊缝方向传递。
这时，增温的金属开始在摩擦力的作用下熔化，并与另一块金属表面发生混合，形成强劲的焊缝，焊接就完成了。
相对传统的焊接方式，搅拌摩擦焊具有许多优点。
首先，焊接过程中没有明火，不会产生有害气体和废气。
其次，焊接速度快，一般只需要几秒钟就可以完成。
此外，搅拌摩擦焊对于不同种类的材料都有较好的适应性，可以焊接不同种类的金属，如铝合金、镁合金、钛合金等。
关于搅拌摩擦焊的操作要点，有以下几点需要注意。
首先，夹紧力应该处于适当状态，太大会导致材料破裂，太小则会使焊接质量下降。
其次，晶界剪切力需要适度，过大可能会形成多层焊缝，过小则可能会形成未完全熔化的表面。
最后，处理焊缝部位，去除氧化物和其他杂质是保证焊接质量的关键。
总的来说，搅拌摩擦焊是一种高效可靠的新型焊接技术，具有广泛的应用前景。
正确掌握其操作要点，将有助于提高焊接质量，并为相关领域的发展贡献力量。
摩擦焊的工作原理
摩擦焊的工作原理摩擦焊作为一种常用的焊接方法，其工作原理主要是通过产生摩擦热来实现焊接。
在摩擦焊的过程中，两个工件通过相互运动产生摩擦力，从而使两个工件表面高速摩擦，并且受到高温的影响，工件表面金属材料快速熔化并混合，形成焊接接头。
摩擦焊的工作原理是基于固体的焊接原理，与传统的熔化焊接方法不同，它不需要加热源和熔化金属。
其焊接过程主要包含以下几个关键步骤：1. 接触和预压：两个待焊接的工件首先通过摩擦力相互接触，并施加一定的预压力以确保工件间的良好接触。
2. 摩擦热产生：通过施加一定的摩擦力，使得工件表面相对高速运动，在接触面产生摩擦热。
3. 材料软化和塑性流动：由于高温和高压的作用，工件表面金属材料迅速软化，形成塑性流动区域。
4. 摩擦焊接：在高温和高压的作用下，两个工件的塑性流动区域相互交融并混合，形成一个均匀的焊接区域。
5. 焊接压力保持：在焊接完成后，保持一定的焊接压力以使焊接接头充分固化和结实。
摩擦焊主要还分为线性摩擦焊和旋转摩擦焊两种类型。
线性摩擦焊是一种将工件进行推动和摩擦的焊接方式，工件在垂直于接触面方向来回推动，并施加一定的压力。
通过高速摩擦和塑性形变，实现焊接。
旋转摩擦焊是一种将工件进行旋转的焊接方式，工件通过旋转摩擦，并施加一定的压力。
通过高速旋转和塑性形变，实现焊接。
摩擦焊的工作原理具有以下几个优点：1. 高效快捷：摩擦焊不需要额外的熔化材料和加热源，焊接速度快，工艺周期短。
2. 焊接强度高：由于焊接接头在高温和高压的作用下，金属材料结合紧密，焊接强度高，毛坯材料的可用率高。
3. 适用性广泛：摩擦焊不受材料本身的熔点限制，适用于各种金属材料甚至非金属材料的焊接。
总结起来，摩擦焊通过产生摩擦热和塑性形变，实现工件的焊接。
它的工作原理简单而有效，适用于多种材料的焊接需求。
摩擦焊作为一种绿色环保的焊接方法，在工业生产中得到广泛应用。
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。
摩擦焊机操作规程
摩擦焊机操作规程摩擦焊是一种广泛应用于金属连接的高效焊接方法，其中摩擦热能被用来加热金属材料，从而使两个或多个金属表面迅速熔化并连接在一起。
为了确保安全操作和有效的摩擦焊接过程，以下是摩擦焊机的操作规程。
1. 准备工作1.1 检查设备：在开始操作之前，必须对摩擦焊机及其附件进行全面的检查。
确保设备没有任何损坏或异常，所有连接都牢固可靠。
1.2 准备材料：根据焊接材料的要求，准备好所需的金属材料，并确保其表面干净光滑，无油污和杂质。
1.3 充足通风：摩擦焊会产生热量和烟尘，因此必须确保操作区域具有良好的通风条件，以提供安全的工作环境。
2. 设置参数2.1 温度控制：根据焊接材料的要求，调整摩擦焊机的温度控制参数。
确保设备能够提供足够的热量，并保持焊接过程中的稳定温度。
2.2 压力控制：根据焊接材料的要求，调整摩擦焊机的压力控制参数。
确保设备能够提供适当的压力，并确保焊接接头的牢固性。
3. 操作步骤3.1 夹紧工件：将要焊接的金属工件夹紧在摩擦焊机的夹具中。
夹具必须能够提供足够的稳定性和力量，以防止工件滑动或松动。
3.2 启动机器：在确认所有设置参数正确后，启动摩擦焊机并等待设备运行到稳定状态。
确保设备运行平稳，没有异响或震动。
3.3 开始焊接：将摩擦焊机探头轻轻触碰到工件表面，然后逐渐增加摩擦焊机的旋转速度和压力。
根据材料的熔化温度和焊接要求，控制焊接时间和旋转速度。
3.4 结束焊接：根据焊接材料的要求，逐渐降低焊接机的旋转速度和压力，并在工件表面形成良好的焊接接头。
3.5 检查焊接质量：等待焊接接头冷却后，对其进行外观检查和力学性能测试。
确保焊接接头没有开裂、变形或其他缺陷，并且具有所需的强度和可靠性。
4. 清洗和维护。
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。
连续驱动摩擦焊焊接工艺
Φ15 45钢+45钢连续驱动摩擦焊焊接工艺一、目的《特种焊接设备使用与维护》是三年制高职焊接技术及自动化专业的一门专业主干课程。
其任务主要是讲述各种特种焊接方法的过程本质、质量控制、相应焊接设备的构成、工件原理、焊接参数的合理选择及设备使用维护的技术知识。
为了巩固所学常用特种焊接方法与设备的知识，熟悉有关资料，掌握焊接工艺参数的选择和焊接设备的使用维护，安排了为期一周的课程设计。
通过本次焊接工艺设计，锻炼学生们的分析问题与解决问题的能力，提高焊接操作技能。
二、摩擦焊接技术概况摩擦焊接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。
摩擦焊以其优质、高效、节能、无污染等优势受到制造业的重视，使其在航天、核能、海洋开发等技术领域及电力、机械、石化、汽车制造等产业部门得到了越来越广泛的应用。
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.三、摩擦焊的优缺点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。
摩擦焊sff工艺流程
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1. 表面处理。
清除工件表面氧化物、油污等杂质，保证接触面洁净。
摩擦焊工艺
摩擦焊工艺
嘿，你知道吗，有一种特别厉害的工艺，叫做摩擦焊！这可真是个神奇的玩意儿。
记得有一次，我在一个工厂里参观，就亲眼看到了摩擦焊的操作过程。
当时，我就像个好奇宝宝一样，凑得特别近去看。
只见那两个要焊接的工件，在机器的带动下，快速地旋转摩擦起来，就好像在跳一场热烈的舞蹈。
随着摩擦的进行，温度不断升高，然后，神奇的事情发生了，它们就那么紧紧地连接在了一起！那场面，真的太震撼了。
摩擦焊啊，它不需要焊条啥的，就靠着摩擦产生的热量和压力，就能把金属牢牢地焊接在一起。
而且焊接出来的接头质量那叫一个高，强度大得很呢！这可比传统的焊接方法厉害多了。
它就像是一个神奇的魔术师，能把两个原本分开的东西变成一个坚固的整体。
不管是在航空航天领域，还是在汽车制造行业，都能看到摩擦焊的身影。
它默默地为我们的生活贡献着力量，让各种机器和设备变得更加可靠和耐用。
哎呀呀，说了这么多，其实就是想告诉你，摩擦焊工艺真的太牛啦！它就是那个在背后默默付出，却让一切变得更美好的存在呀！这就是摩擦焊工艺，厉害吧！。
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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摩擦焊接工艺
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摩擦焊接是利用焊接接触端面相对运动中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，完成焊接的一种压焊方法。
国内摩擦焊接的种类有：搅拌摩擦焊接和震动摩擦焊接。
应用
摩擦焊接是一种锻造焊接过程。
在压力作用下，两个管件表面之间发生摩擦，摩擦力产生热量形成焊缝。
两个表面之间的相对运动或摩擦要持续进行，直到产生足够的热量为止。
之后，停止摩擦，两部分便在足够的作用力下锻接在一起，形成焊缝。
在大多数应用场合下，都是对管件圆周或圆柱状零部件进行焊接，相对运动容易产生摩擦。
有两种不同的摩擦焊接方式，其不同点是将能量传入该系统的途径不同：有连续驱动方式，或利用储存的惯性能量进行方式。
摩擦焊接不仅可用于塑料制品焊接，还可以用于钢－钢，钢－铝，铜－铝等不同表面的焊接，而这些是普通焊接很难做到的。
摩擦焊接速度很快，每个工件只需要几秒，而普通焊接需要数倍的时间。
而且摩擦焊接不产生电焊烟尘和锰、镍等对人体有害的职业病危害因素。
摩擦焊接的强度也很大，有时甚至比材料本身的强度还要大，也就是当外力用力拉扯时，首先断裂的是没有焊接的材料本身而不是焊接点。
历史
摩擦焊接的起源可追溯到公元1891年，当时美国批准了这种焊接方法的第一个专利。
该专利是利用摩擦热来连接钢缆。
随后德国、英国、前苏联、日本等国家先后开展了摩擦焊接的生产与应用。
我国早在1957年就通过封闭加压原理实验成功了铝－铜摩擦焊。
经过50多年的发展，摩擦焊接以其优质、精密、高效、节能的特色，在航空、航天、核能、海洋开发等高技术领域及电力、机械制造、石油钻探、汽车制造等产业部门都得到了广泛的应用。
发展
传统的摩擦焊方法的不足之处是，对不能旋转的零部件不能够实施焊接。
管体可能有18m 那么长，为了使摩擦焊接法能够用于管道焊接，开发出一种新的改型。
这种新的改型与传统的摩擦焊接方法的主要区别是：在刚性圆环形成过程中，采用不同的填充材料。
焊接圆环被放置在两根管子之间，在轴向压力下旋转焊接圆环，即可产生所需要的摩擦力和与之相关的热量。
当两部分组件相互接触时，在旋转的焊接圆环与两根管子之间的摩擦便可使接触区的温度升高，直至达到相互锻接的温度为止。
在此瞬间，焊接环的旋转很快停止，轴向压力随之升高到最终的锻接压力。
锻接压力可借助爆炸力（液动或气动）来施加。
摩擦焊接过程包括四个阶段
1、将焊接工件近焊接环；
2、使焊接工件与填充环接触，并使焊接环开始旋转；
3、轴向压力开始上升，从而使温度升高，直至达到锻造温度；
4、焊接环停止旋转并施以最后的锻造力。
其中，第二个阶段为干摩擦阶段，此时使焊接组件在最初的低压下开始接触，以清理端面，使之达到预热程度，并在第三个阶段开始之前减小摩擦系数。
本阶段需要持续一段时间。
因为此时摩擦系数颇大，故需颇大的功率来旋转焊接圆环。
第三阶段压力开始升高，焊接组件之间的摩擦加大。
施焊材料变得脆弱并呈现- 流淌- 状态，即形成- 烧化- 的现象。
材料的- 熔化- 使污物从焊缝界面上清除掉。
，当预先设置的短管到达限定的位置时，本阶段的工作结束，旋转应尽可能快的停止。
第四个阶段即最后一个阶段，压力会上升到足以使焊接组件达到能锻接在一起的程度。
由于没有热输入，该阶段可对接合件进行附加的机械加工，以促进显微组织的进一步精细化。
可借助液压缸或气动锤冲击管端的方式施加锻造压力。
本阶段一旦结束，焊接过程便宣告完成，便可将焊接工件立即拆卸。
摩擦焊接产品的检测
常用的摩擦焊接样品破坏性检测项包括：弯曲、拉伸、抗压、金相组织、抗疲劳、硬度、弯曲、剪切、显微摄影等常用的摩擦焊接样品非破坏性检测项包括：超声波探伤、渗透、泄漏试验、目视检测、表面蚀刻、压力测试、硬度、尺寸等项目。
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