理论教育 高频焊、摩擦焊和搅拌摩擦焊等其它焊接方法

高频焊、摩擦焊和搅拌摩擦焊等其它焊接方法

时间:2023-06-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:高频焊是专业化较强的焊接方法,要根据产品配备专用设备。摩擦焊 摩擦焊是以机械能为能源的固相焊接。摩擦焊时,热量集中在接合面处,因此热影响区窄。摩擦焊生产率较高,原理上几乎所有能进行热锻的金属都能用摩擦焊焊接。摩擦焊还可用于异种金属的焊接。搅拌摩擦焊 1991年英国焊接研究所发明了一种新的摩擦焊方法,称为“搅拌摩擦焊”,也称为FSW焊。

高频焊、摩擦焊和搅拌摩擦焊等其它焊接方法

这些焊接方法属于不同程度专门化的焊接方法。主要包括以电阻热为能源的电渣焊、高频焊;以化学能为焊接能源的气焊、气压焊、爆炸焊;以机械能为焊接能源的摩擦焊、冷压焊、超声波焊、扩散焊。

(1)电渣焊 如前面所述,电渣焊是以熔渣的电阻热为能源的焊接方法。焊接过程是在立焊位置由两工件端面与两侧水冷铜滑块形成的装配问隙内进行。焊接时利用电流流过熔渣产生的电阻热将焊接部位熔化。

根据焊接时所用的电极形状不同,电渣焊分为丝极电渣焊、板极电渣焊和熔嘴电渣焊。

电渣焊的优点是可焊的工件厚度大(从30mm到大于1000mm),生产率高。主要用于大断面对接接头及丁宇接头的焊接。

电渣焊可用于各种钢结构的焊接,也可用于铸铁的组焊。电渣焊接头由于加热及冷却均较慢,热影响区宽、显微组织粗大、韧性低,因此焊接后一般需进行正火处理。

(2)高频焊 高频焊是以固体电阻热为能源。焊接时利用高频电流在工件内产生的电阻热使工件焊接区表层加热到熔化或接近熔化的塑性状态,随即施加(或不施加)顶锻力而实现金属的结合。因此它也是一种固相电阻焊方法。

高频焊根据高频电流在工件中产生热的方式可分为接触高频焊和感应高频焊。接触高频焊时,高频电流通过与工件机械接触而传入工件。感应高频焊时,高频电流通过工件外部感应圈的耦合作用而在工件内产生感应电流

高频焊是专业化较强的焊接方法,要根据产品配备专用设备。生产率高,焊接速度可达30m/min。主要用于制造管子时纵缝或螺旋缝的焊接。

(3)气焊 气焊是用气体火焰为热源的一种焊接方法。应用最多的是以乙炔气作燃料的氧乙炔焰。设备简单、操作方便,但气焊加热温度、速度及生产率较低,热影响区较大,且容易引起较大的变形。

气焊可用于钢铁材料、有色金属及其合金的焊接。一般适用于维修及单件薄板焊接。

(4)气压焊 和气焊一样,气压焊也是以气体火焰为热源。焊接时将两对接工件的待焊端部加热到一定温度,然后再施加足够的压力以获得牢固的接头。气压焊是一种固相焊接。

气压焊不加填充金属,常用于铁轨和钢筋焊接。(www.daowen.com)

(5)爆炸焊 爆炸焊是以化学反应热为能源的一种固相焊接方法。它利用炸药爆炸所产生的能量实现金属连接。在爆炸波作用下,两件金属在不到1s的时问内即可被加速撞击形成结合。

在各种焊接方法中,爆炸焊可以焊接的异种金属的组合范围最广。可以用爆炸焊将冶金上不相容的两种金属焊成各种过渡接头。爆炸焊多用于表面积相当大的平板包覆,是制造复合板的高效方法。

(6)摩擦焊 摩擦焊是以机械能为能源的固相焊接。它是利用两表面问的机械摩擦所产生的热来实现金属连接的。

摩擦焊时,热量集中在接合面处,因此热影响区窄。两表面问须施加压力,多数情况是在加热终止时增大压力,使热态金属受顶锻而结合,一般结合面并不熔化。

摩擦焊生产率较高,原理上几乎所有能进行热锻的金属都能用摩擦焊焊接。摩擦焊还可用于异种金属的焊接。主要适用于横断面为圆形的工件,最大直径为100mm。

(7)搅拌摩擦焊 1991年英国焊接研究所(TWI)发明了一种新的摩擦焊方法,称为“搅拌摩擦焊”,也称为FSW焊。这种焊接方法是用一个特殊材料做的搅拌头在焊缝的接头部位旋转并按一定速度沿焊缝方向前进,将接头两侧通过摩擦加热到塑性的金属搅拌在一起而形成坚固的焊缝,属于固相焊接。由于焊缝金属未熔化只是在塑性状态下搅拌,因此质量很好。这种方法特别适用于铝、镁、铜等金属,已经用于宇航和航空等重要工业。也可用于钢材,但较为困难。

(8)超声波焊 超声波焊也是一种以机械能为能源的固相焊接方法。进行超声波焊时,工件在较低的静压力下,由声极发出的高频振动能使结合面产生强烈摩擦并加热到焊接温度而形成结合。

超声波焊可用于大多数金属材料之问的焊接,能实现金属、异种金属及金属与非金属问的焊接。可适用于金属丝、箔或2~3mm以下的薄板金属接头的重复生产。

(9)扩散焊 扩散焊一般是以问接热能为能源的固相焊接方法。通常是在真空或保护气氛下进行。焊接时使两被焊工件的表面在高温和较大压力下接触并保温一定时问,以达到原子问距离,经过原子相互扩散而结合。焊前不仅需要清洗工件表面的氧化物等杂质,而且表面粗糙度要低于一定程度才能保证焊接质量。

扩散焊对被焊材料的性能几乎不产生有害作用。它可以焊接很多同种和异种金属以及一些非金属材料,如陶瓷等。

扩散焊可以焊接复杂的结构及厚度相差很大的工件。

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