摩擦焊技術(shù)的發(fā)展與展望new

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4、個(gè)人檔案?查看文章?摩擦焊技術(shù)的發(fā)展與展望2007-04-1718:04利用摩擦熱焊接起源于一百多年前，此后經(jīng)半個(gè)多世紀(jì)的研究發(fā)展，摩擦焊技術(shù)才逐漸成熟起來(lái)，并進(jìn)入推廣應(yīng)用階段。自從上世紀(jì)五十年代摩擦焊真正焊出合格焊接接頭以來(lái)，就以其優(yōu)質(zhì)、高效、低耗環(huán)保的突出優(yōu)點(diǎn)受到所有工業(yè)強(qiáng)國(guó)的重視。我國(guó)的摩擦焊研究始于1957年，發(fā)源地是哈爾濱焊接研究所，是世界上最早開(kāi)展摩擦焊研究的幾個(gè)國(guó)家之一，取得了很多引人注目的成果。?????摩擦焊技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)歸結(jié)為如下

5、幾個(gè)方面：?????(1)接頭質(zhì)量好且穩(wěn)定。焊接過(guò)程由機(jī)器控制，參數(shù)設(shè)定后容易監(jiān)控，重復(fù)性好，不依賴于操作人員的技術(shù)水平和工作態(tài)度。焊接過(guò)程不發(fā)生熔化，屬固相熱壓焊，接頭為緞造組織，因此焊縫不會(huì)出現(xiàn)氣孔、偏析和夾雜，裂紋等鑄造組織的結(jié)晶缺陷，焊接接頭強(qiáng)度遠(yuǎn)大于熔焊、釬焊的強(qiáng)度，達(dá)到甚至超過(guò)母材的強(qiáng)度；?????(2)效率高。對(duì)焊件準(zhǔn)備通常要求不高，焊接設(shè)備容易自動(dòng)化，可在流水線上生產(chǎn)，每件焊接時(shí)間以秒計(jì)，一般只需零點(diǎn)幾秒至幾十秒，是其它焊接方法如熔焊、釬焊不能相比的；?????(3)節(jié)能、節(jié)材、低耗。所需功率僅及

6、傳統(tǒng)焊接工藝的1/5～1/15，不需焊條、焊劑、釬料、保護(hù)氣體，不需填加金屬，也不需消耗電極；?????(4)焊接性好。特別適合異種材料的焊接，與其它焊接方法相比，摩擦焊有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)，如鋼和紫銅、鋼和鋁、鋼和黃銅等等；?????(5)環(huán)保，無(wú)污染。焊接過(guò)程不產(chǎn)生煙塵或有害氣體，不產(chǎn)生飛濺，沒(méi)有孤光和火花，沒(méi)有放射線。?????由于以上這些優(yōu)點(diǎn)，摩擦焊技術(shù)被譽(yù)為未來(lái)的綠色焊接技術(shù)。?????摩擦焊技術(shù)在國(guó)內(nèi)的發(fā)展及應(yīng)用狀況?????經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，摩擦焊技術(shù)在國(guó)內(nèi)目前已經(jīng)具備了包括工藝、設(shè)備、控制、檢驗(yàn)等整套

7、完備的專業(yè)技術(shù)規(guī)模，并且在基礎(chǔ)理論研究上也形成了一定的獨(dú)立體系。?????1摩擦焊工藝研究與應(yīng)用?????目前我國(guó)摩擦焊技術(shù)的應(yīng)用比較廣泛，可焊接直徑3.0～120mm的工件以及8000mm2的大截面管件，同時(shí)還開(kāi)發(fā)了相位焊和徑向摩擦焊技術(shù)，以及攪拌摩擦焊技術(shù)。不僅可焊接鋼、鋁、銅，而且還成功焊接了高溫強(qiáng)度級(jí)相差很大的異種鋼和異種金屬，以及形成低熔點(diǎn)共晶和脆性化合物的異種金屬。如高速鋼—碳鋼、耐熱鋼—低合金鋼、高溫和金—合金鋼、不銹鋼—低碳鋼、不銹鋼—電磁鐵以及鋁—銅、鋁—鋼等。近年來(lái)隨著我國(guó)航空航天事業(yè)的發(fā)展，

8、也加速了摩擦焊技術(shù)向這些領(lǐng)域的滲透，進(jìn)行了航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子、起落架結(jié)構(gòu)件、緊固件等材料（Ln718???Ti17???300M???GH159???GH4169）以及金屬與陶瓷、復(fù)合材料、粉末高溫合金的摩擦焊工藝試驗(yàn)研究，某些電工材料的釬焊工藝也開(kāi)始用摩擦焊接所取代。如電磁鐵—不銹鋼、鎢銅合金等。目前我國(guó)采用摩擦焊接方法焊接的產(chǎn)品有：鍋爐行業(yè)的蛇形管摩擦焊接，閥門(mén)行業(yè)的閥門(mén)法蘭和閥體密封座的摩擦焊接，軸瓦行業(yè)的止推邊軸瓦的摩擦焊接，工具行業(yè)的鉆頭、銑刀、鉸刀的刃部與柄部的摩擦焊接，汽車(chē)及機(jī)車(chē)行業(yè)發(fā)動(dòng)機(jī)的雙金屬排氣閥

9、、氣門(mén)頂桿、柴油機(jī)預(yù)熱室噴咀、半軸、扭力管、內(nèi)燃機(jī)增壓器渦輪軸，潛水電泵轉(zhuǎn)軸，紫銅不銹鋼水接頭，鋁銅過(guò)渡接頭，紡織機(jī)梭子芯，關(guān)節(jié)軸承，泥瓦工具，地質(zhì)鉆桿，石油鉆桿、實(shí)心、空心抽油桿，航空發(fā)動(dòng)機(jī)集成齒輪，木工多用機(jī)床上的刀軸等等。?????2理論研究及工程應(yīng)用?????我國(guó)科技人員對(duì)摩擦焊接表面高溫塑性金屬層的形成、流動(dòng)、擴(kuò)展和焊接接頭形成機(jī)理，摩擦焊接的能量轉(zhuǎn)換及過(guò)程控制，大截面石油鉆桿摩擦焊接工藝和強(qiáng)韌性控制，摩擦焊接接頭灰斑缺陷形成機(jī)制及焊接接頭斷口形貌與斷裂應(yīng)變，鋁—銅薄壁管摩擦焊接機(jī)理與接頭性能和焊縫化合

10、物相形成機(jī)制等方面進(jìn)行了較深入地基礎(chǔ)理論研究工作。?????在工程應(yīng)用上針對(duì)急待解決的一系列問(wèn)題開(kāi)展了摩擦焊技術(shù)研究的課題。其中摩擦焊接頭形變熱處理的工藝試驗(yàn)研究是一項(xiàng)有代表性的應(yīng)用科學(xué)研究工作，這項(xiàng)研究率先在摩擦焊領(lǐng)域中引入形變強(qiáng)化與相變強(qiáng)化相結(jié)合通過(guò)改變傳統(tǒng)的連續(xù)驅(qū)動(dòng)摩擦焊過(guò)程，把焊接工藝同焊后熱處理工藝實(shí)行工序兼并，利用焊接余熱和剎車(chē)能耗在摩擦焊機(jī)上直接對(duì)摩擦焊接頭進(jìn)行形變熱處理，機(jī)上配備的熱處理裝置可以更有效地實(shí)現(xiàn)相變條件的控制，這樣就可以把摩擦焊過(guò)程中高溫形變引入的大量位錯(cuò)等用淬火相變牢固地釘扎住，充分

11、發(fā)揮形變強(qiáng)化與相變強(qiáng)化的雙重作用取得的以往用單一方法不能達(dá)到的強(qiáng)韌化效果。實(shí)現(xiàn)了在不降低接頭強(qiáng)度的前提下，韌性超過(guò)調(diào)質(zhì)母材的水平，這套技術(shù)不僅提高了焊接質(zhì)量而且簡(jiǎn)化了工藝，減少了焊后熱處理的加熱次數(shù)，降低了成本。該項(xiàng)研究成果處于世界領(lǐng)先地位，目前在抽油桿、油管的生產(chǎn)和鉆桿的修復(fù)上進(jìn)行了推廣應(yīng)用。為控制鋁—銅過(guò)渡接頭脆性層的產(chǎn)生，研究了低溫摩擦焊并應(yīng)用于生產(chǎn)。近年來(lái)對(duì)超塑性