摩擦焊接|航空航天飞行器 焊接助推高科技——《探索焊接王国》第三册七十四章-3

七十四、

航空航天飞行器  焊接助推高科技

03

摩擦焊接

摩擦焊是利用工件接触面摩擦产生热量做为热源，使工件在压力作用下产生塑性变形而进行焊接的方法。

摩擦焊的两个特点：

（1）其接头只限于端面或平面对接，（2）通过两工件待接面之间相对旋转摩擦运动产生焊接所需的热。

摩擦焊由四个步骤构成：

（1）机械能转换为热能，

（2）材料塑性变形，

（3）热塑性下的锻压力，

（4）分子间扩散再结晶。

该项技术的特点：焊接时无需材料、无飞溅、无需气体保护、工件损伤小、质量稳定等。

摩擦焊是在旋转中产生热能，再加以适当的压力完成焊接的方法。按能量输入方法不同，摩擦焊机分连续驱动式和惯性式两种。

前者由夹具、传动机构、制动装置和控制装置组成；后者由夹具、传动机构、加压机构、飞轮和控制装置组成。

摩擦焊通常可分为：1）.旋转摩擦焊、2）.线性振动摩擦焊和3）.搅拌摩擦焊。

根据不同工件、不同技术要求，选择不同的方法实施摩擦焊接。

旋转摩擦焊

旋转摩擦焊

一．旋转摩擦焊

1）旋转摩擦焊是一种固相焊接工艺——相对旋转的工件在轴向压力作用下互相接触，接触表面由于摩擦生热；逐渐达到了材料塑性变形的温度，进而施加顶锻力，挤出塑性固体材料；形成焊缝。

旋转摩擦焊分为连续摩擦焊和惯性摩擦焊，相比于传统的熔融焊接；旋转摩擦焊热影响区小，质量稳定，焊缝强度高，适用于同种和异种材料焊接。

2）线性振动摩擦焊

线性摩擦焊其实就是一种固体焊接技术，原理同旋转摩擦焊一样。在焊接压力作用下，焊件沿直线方向振幅往返运动；摩擦粘接和产生摩擦热。当摩擦表面达到粘塑性状态时，在压力作用下焊合区金属发生塑性流动形成飞边；停止振动施加顶锻压力。焊合区金属相互扩散与再结晶焊为一体，完成整个焊接过程。线性摩擦焊最早应用于塑料焊接……。

线性摩擦焊

线性摩擦焊

3）搅拌摩擦焊

1991年，英国焊接研究所（TWI）；研发了一种新的固相连接技术，将其命名为搅拌摩擦焊技术（FSW）。该项技术是世界焊接技术发展史上研究历史最短但传播速度最快的焊接技术；被称作当代最具革命性的焊接技术。

搅拌摩擦焊  

搅拌摩擦焊

它的工作原理是：通过一种非损耗的搅拌头，使其高速旋转；然后压入待焊界面，经过高速摩擦加热被焊金属界面从而产生热塑性。最后，工件在压力、推力和挤压力的共同作用下形成致密的金属间扩散连接。

由于焊接工位环境复杂，难以实现机械化、自动化的情况下；对于手工软金属“角磨机平横立仰，焊接出不同凡响”。

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