摩擦焊機(jī)的概述及發(fā)展現(xiàn)狀

國(guó)內(nèi)較新的是雙頭車橋摩擦焊機(jī)，可以對(duì)車橋橋殼的兩上接頭同時(shí)進(jìn)行摩擦焊接摩擦焊適合于焊接桿件和管件，工藝簡(jiǎn)單、質(zhì)量好，勞動(dòng)條件好，生產(chǎn)率高，耗電量少，易于機(jī)械化和自動(dòng)化。摩擦焊在工廠生產(chǎn)線上多用于發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室、排氣閥、軸、軸套、桿件、管子與法蘭、石油鉆桿和鉆芯的連接和變截面桿件的連接。接頭焊后不會(huì)產(chǎn)生金屬間化合物。摩擦焊也常用于異種金屬焊接，如鋁與銅、鋼、鎳、鎂合金；銅與鋼、銀等。摩擦焊在鋁-銅導(dǎo)線過(guò)渡接頭的焊接方面應(yīng)用尤廣。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。

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。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)超塑性溫度范圍內(nèi)相變溫度以下摩擦焊進(jìn)行了研究，并取得了階段性成果；在焊接質(zhì)量監(jiān)控方面，先后研制了摩擦焊功率極值控制儀及微機(jī)質(zhì)量監(jiān)控裝置。微機(jī)質(zhì)量監(jiān)控裝置是對(duì)焊接過(guò)程的軸向壓力、主軸轉(zhuǎn)速、摩擦扭矩、焊件軸向縮短量、時(shí)間、焊接溫度及形變熱處理溫度等影響焊接接頭質(zhì)量的主要參數(shù)的變化進(jìn)行監(jiān)控。在新材料的焊接性，摩擦焊接信息過(guò)程與傳感技術(shù)，摩擦焊接參數(shù)計(jì)算和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與閉環(huán)控制，摩擦焊縫缺陷形成機(jī)制與力學(xué)行為，摩擦焊接頭強(qiáng)韌性控制，摩擦焊接物理參量場(chǎng)（溫度場(chǎng)，應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)）數(shù)值模擬，以及高速攝影、頻譜分析等相關(guān)試驗(yàn)技術(shù)等方面也開(kāi)展了較系統(tǒng)深入的研究工作。