摩擦焊接工藝摩擦焊接鉆桿

摩擦焊接的由來

摩擦焊接的起源可追溯到公元1891年，當(dāng)時美國批準(zhǔn)了這種焊接方法的第一個專利。該專利是利用摩擦熱來連接鋼纜。隨后德國、英國、前蘇聯(lián)、日本等國家先后開展了摩擦焊接的生產(chǎn)與應(yīng)用。我國早在1957年就通過封閉加壓原理實(shí)驗(yàn)成功了鋁－銅摩擦焊。經(jīng)過50多年的發(fā)展，摩擦焊接以其優(yōu)質(zhì)、精密、高效、節(jié)能的特色，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)部門都得到了廣泛的應(yīng)用。

摩擦焊接發(fā)展

傳統(tǒng)的摩擦焊方法的不足之處是，對不能旋轉(zhuǎn)的零部件不能夠?qū)嵤┖附?。管體可能有18m那么長，為了使摩擦焊接法能夠用于管道焊接，開發(fā)出一種新的改型。這種新的改型與傳統(tǒng)的摩擦焊接方法的主要區(qū)別是：在剛性圓環(huán)形成過程中，采用不同的填充材料。焊接圓環(huán)被放置在兩根管子之間，在軸向壓力下旋轉(zhuǎn)焊接圓環(huán)，即可產(chǎn)生所需要的摩擦力和與之相關(guān)的熱量。當(dāng)兩部分組件相互接觸時，在旋轉(zhuǎn)的焊接圓環(huán)與兩根管子之間的摩擦便可使接觸區(qū)的溫度升高，直至達(dá)到相互鍛接的溫度為止。在此瞬間，焊接環(huán)的旋轉(zhuǎn)很快停止，軸向壓力隨之升高到最終的鍛接壓力。鍛接壓力可借助爆炸力（液動或氣動）來施加。

摩擦焊接鉆桿展示

摩擦焊接鉆桿（圖）

摩擦焊接過程包括四個階段

1、將焊接工件近焊接環(huán)；

2、使焊接工件與填充環(huán)接觸，并使焊接環(huán)開始旋轉(zhuǎn)；

3、軸向壓力開始上升，從而使溫度升高，直至達(dá)到鍛造溫度；

4、焊接環(huán)停止旋轉(zhuǎn)并施以最后的鍛造力。

其中，第二個階段為干摩擦階段，此時使焊接組件在最初的低壓下開始接觸，以清理端面，使之達(dá)到預(yù)熱程度，并在第三個階段開始之前減小摩擦系數(shù)。本階段需要持續(xù)一段時間。因?yàn)榇藭r摩擦系數(shù)頗大，故需頗大的功率來旋轉(zhuǎn)焊接圓環(huán)。

第三階段壓力開始升高，焊接組件之間的摩擦加大。施焊材料變得脆弱并呈現(xiàn) - 流淌 - 狀態(tài)，即形成 - 燒化 - 的現(xiàn)象。材料的 - 熔化 - 使污物從焊縫界面上清除掉。，當(dāng)預(yù)先設(shè)置的短管到達(dá)限定的位置時，本階段的工作結(jié)束，旋轉(zhuǎn)應(yīng)盡可能快的停止。

第四個階段即最后一個階段，壓力會上升到足以使焊接組件達(dá)到能鍛接在一起的程度。由于沒有熱輸入，該階段可對接合件進(jìn)行附加的機(jī)械加工，以促進(jìn)顯微組織的進(jìn)一步精細(xì)化?？山柚簤焊谆驓鈩渝N沖擊管端的方式施加鍛造壓力。本階段一旦結(jié)束，焊接過程便宣告完成，便可將焊接工件立即拆卸。

摩擦焊接產(chǎn)品的檢測

常用的摩擦焊接樣品破壞性檢測項(xiàng)包括：彎曲、拉伸、抗壓、金相組織、抗疲勞、硬度、彎曲、剪切、顯微攝影等
常用的摩擦焊接樣品非破壞性檢測項(xiàng)包括：超聲波探傷、滲透、泄漏試驗(yàn)、目視檢測、表面蝕刻、壓力測試、硬度、尺寸等項(xiàng)目。