焊接方法

摩擦焊和搅拌摩擦焊

焊接——用摩擦代替熔化,用于铝、电池和异种连接

摩擦焊和搅拌摩擦焊 AI generated

摩擦焊和搅拌摩擦焊不熔化材料就能形成连接:摩擦热使材料变糊,压力在固态下将其焊合。结果是无气孔、无裂纹的焊缝——即使是传统上几乎无法焊接的材料。

和(DIN EN ISO 4063 编号 42 和 43)打破了的一个基本假设:这里不熔化任何东西。 连接在固态下形成——材料只被加热到糊状,然后在压力下压焊在一起。

摩擦如何变成热

摩擦生热——搓过手的人都知道。在中,正是这种原理被工业化利用:两个面剧烈摩擦,表面变糊。细微的烧损带走杂质和,然后运动停止,压力把软化的面压合在一起。结果是无气孔、高强度的连接——完全没有熔池。

两种方式:

: 一个工件旋转,用大力压向第二个工件。接触面的摩擦产生大量热,材料变糊;然后旋转停止,顶锻压力把两个零件焊在一起。适合旋转对称件——轴、车轴、阀门、涡轮增压器转子。

(Friction Stir Welding, FSW): 一个带搅拌针(“Pin”)的旋转工具沿接缝移动。搅拌针扎入材料,通过摩擦使其软化,并在身后将其“搅拌”在一起。这样就在板材和型材中形成连续的焊缝。

优点独一无二:

• 无熔池,无凝固缺陷: 无气孔、无热裂纹、无飞溅——熔化焊的典型问题都不存在。

• 细晶组织: 机械搅拌形成细晶、坚固的组织。

• 难焊材料: 用几乎焊不出无裂纹的铝合金,用 FSW 能焊得很好——甚至不同合金的异种连接。

• 热量低,变形小: 温度低于熔点,热输入小。

局限: 工件必须夹紧(夹紧力大),几何形状受限(不能角焊缝,不能厚壁对接),设备要针对构件形状定制。

应用领域:轨道交通和车辆制造中的铝型材、电池壳体、热交换器、车轴,以及所有需要轻量化和无气孔焊缝的地方。