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摩擦焊接的起源可追溯到公元1891年,當(dāng)時(shí)美國(guó)批準(zhǔn)了這種焊接方法的。該是利用摩擦熱來(lái)連接鋼纜。隨后德國(guó)、英國(guó)、蘇聯(lián)、日本等國(guó)家先后開展了摩擦焊接的生產(chǎn)與應(yīng)用。
我國(guó)是世界上研究摩擦焊接較早的國(guó)家之一,早在1957年就實(shí)驗(yàn)成功了鋁—銅摩擦焊。角接頭承載能力低,一般不單獨(dú)使用,只有在焊透時(shí),或在內(nèi)外均有角焊縫時(shí)才有所改善,多用于封閉形結(jié)構(gòu)的拐角處。多年來(lái),摩擦焊接以其、、節(jié)能、無(wú)污染的技術(shù)特色,深受制造業(yè)的重視,特別是不斷開發(fā)出摩擦焊接的新技術(shù),如超塑性摩擦焊接、線性摩擦焊接、攪拌摩擦焊接等,使其在航空、航天、核能、海洋開發(fā)等高技術(shù)領(lǐng)域及電力、機(jī)械制造、石油鉆探、汽車制造等產(chǎn)業(yè)部門得到了愈來(lái)愈廣泛的應(yīng)用。
摩擦焊機(jī)是在旋轉(zhuǎn)中產(chǎn)生熱量完成焊接的設(shè)備。受焊機(jī)主軸電機(jī)功率的限制,目前摩擦焊可焊接的截面為20000mm2。摩擦焊機(jī)分連續(xù)驅(qū)動(dòng)式和慣性式兩類。當(dāng)然我國(guó)內(nèi)大的400噸摩擦焊機(jī)能夠焊接截面積高達(dá)36000MM的操大型工件。摩擦焊機(jī)在工廠生產(chǎn)線比較常用,廣泛用于發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室,排氣閥、軸、軸套、桿件管子和石油鉆桿等的連接,接頭焊后不會(huì)出現(xiàn)金屬間的化合物.摩擦焊機(jī)主要有以下幾點(diǎn)點(diǎn):
1.針對(duì)大頂鍛壓力和進(jìn)給阻力的承載要求,改進(jìn)了主軸結(jié)構(gòu)并調(diào)整軸承組合,提高了主軸加工時(shí)的穩(wěn)定性;
2.在橫梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)采用大承載輕量化的結(jié)構(gòu)方案,連續(xù)焊接30mm厚鋁板時(shí)橫梁的變形不超過0.3mm,可以承受40噸的頂鍛壓力;
3.采用了高精密、大直徑、高強(qiáng)度的支撐回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)了主軸傾角回轉(zhuǎn)跟隨功能;
4.是自行研發(fā)的結(jié)合攪拌摩擦的四軸數(shù)控軟件結(jié)合機(jī)械結(jié)構(gòu)的優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)了平面曲線焊接;
5.是設(shè)計(jì)了一款自動(dòng)散熱攪拌頭夾持結(jié)構(gòu),降低了主軸溫度,提高了主軸的可靠性。
摩擦焊機(jī)閉環(huán)控制系統(tǒng)具體特點(diǎn) 摩擦焊機(jī)具有一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng),以提供高幅快速響應(yīng),通過數(shù)字控制技術(shù)在整個(gè)焊接過程中實(shí)現(xiàn)精J確的控制。常規(guī)的伺服比例閥在閥芯速度和加速度方面的局限使其無(wú)法同時(shí)提供高振幅和快速響應(yīng)。某航天飛機(jī)三部發(fā)動(dòng)機(jī)上1800個(gè)高溫合金噴射器柱全部是由摩擦焊接方法焊接到發(fā)動(dòng)機(jī)上的。穆格閥的閥芯針對(duì)E100 要求定制,其響應(yīng)速度比常規(guī)閥快起碼3或4倍。但需采取特別預(yù)防措施確保大量焊接后閥的完整性。
· 多個(gè)數(shù)字控制伺服閥,這些伺服閥可在高達(dá)4500 升/分鐘(1200加侖/分鐘)的峰值流量下同時(shí)工作,滿足大面積焊接操作75 至 100 赫茲的高頻要求。采用多個(gè)伺服閥亦可在調(diào)低機(jī)械設(shè)定提高小面積小載荷焊接時(shí)的焊接精度。
· 液壓動(dòng)力單元,提供驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)所需的2MW以上的瞬時(shí)功率輸出。
· 七個(gè)400 升(105加侖/分鐘)充氣蓄能器各自可積累大量能量以提供焊接所需的高峰值油流(4,500 升/分鐘)(1200升/分鐘)。
摩擦焊機(jī)環(huán)形振動(dòng)焊接可連接焊區(qū)尺寸與焊區(qū)到旋轉(zhuǎn)軸的距離近似相等的制件。
線性振動(dòng)焊接用在允許一個(gè)方向上線性振動(dòng)的成套制件上。
摩擦焊機(jī)接頭當(dāng)被連接的整個(gè)表面是平的或稍向平面外彎曲時(shí),對(duì)制件來(lái)說(shuō)振動(dòng)焊接工藝是Z理想的。
振動(dòng)焊接尤其適合熱塑性材料,包括無(wú)定形樹脂如ABS/PC、及PES;半結(jié)晶樹脂如HDPE、及PA、PP、TPO。Panuni的焊接機(jī)可接合汽車部件,例如進(jìn)氣歧管、儀表板、尾燈及保險(xiǎn)杠等;航空用途如HVAC管、內(nèi)飾燈及儲(chǔ)存箱;家電則有洗碗機(jī)的泵及噴水臂、洗滌劑的噴灑器及摩擦焊機(jī)外殼。此外,直升飛機(jī)旋翼主傳動(dòng)軸的NitralloyN合金齒輪與18%高鎳合金鋼管軸的焊接、雙金屬飛機(jī)鉚釘、飛機(jī)鉤頭螺栓等均采用了摩擦焊接,這表明摩擦焊接技術(shù)已滲透到了飛機(jī)重要承力構(gòu)件的焊接領(lǐng)域。