摩擦焊適合焊接什麼管件

① 摩擦焊機能焊接鐵管件嗎

不能。抄
鑄鐵材料的塑性很差，無法產生塑性變形及流動，所以不能進行摩擦焊。

摩擦焊通常由如下四個步驟構成：1、機械能轉化為熱能；2、材料塑性變形；3、熱塑性下的鍛壓力；4、分子間擴散再結晶。
摩擦焊相較傳統熔焊最大的不同點在於整個焊接過程中，待焊金屬獲得能量升高達到的溫度並沒有達到其熔點，即金屬是在熱塑性狀態下實現的類鍛態固相連接。

摩擦焊：在壓力作用下，是在恆定或遞增壓力以及扭矩的作用下，利用焊接接觸端面之間的相對運動在摩擦面及其附近區域產生摩擦熱和塑形變形熱，使及其附近區域溫度上升到接近但一般低於熔點的溫度區間，材料的變形抗力降低、塑性提高、界面的氧化膜破碎，在頂鍛壓力的作用下，伴隨材料產生塑性變形及流動，通過界面的分子擴散和再結晶而實現焊接的固態焊接方法。

② 金屬摩擦焊接的原理及工作過程

二焊件之間高速遠動（旋轉）產生摩擦熱當溫度達到焊件熔點時，在給焊件一外力使二焊件熔合在一起。

③ 摩擦焊接技術的特點有哪些什麼是摩擦焊

摩擦焊接技術的特點
⑴固態焊接
摩擦焊接過程中，被焊材料通常不熔化，仍處於固相狀態，焊合區金屬為鍛造組織(圖5-4)。與熔化焊接相比，在焊接接頭的形成機制和性能方面，存在著顯著區別。首先，摩擦焊接頭不產生與熔化和凝固冶金有關的一些焊接缺陷和焊接脆化現象，如粗大的柱狀晶、偏析、夾雜、裂紋和氣孔等；其次，軸向壓力和扭矩共同作用於摩擦焊接表面及其近區，產生了一些力學冶金效應，如晶粒細化、組織緻密、夾雜物彌散分布，以及摩擦焊接表面的「自清理」作用等；再者，摩擦焊接時間短，熱影響區窄，熱影響區組織無明顯粗化。上述三方面均有利於獲得與母材等強的焊接接頭。這一特點是決定摩擦焊接頭具有優異性能的關鍵因素。
⑵廣泛的工藝適應性
上述特點亦決定了摩擦焊接對被焊材料具有廣泛的工藝適應性。除傳統的金屬材料外，還可焊接粉未合金、復合材料、功能材料、難熔材料等新型材料，並且特別適合於異種材料，如鋁—銅、銅—鋼、高速鋼—碳鋼、高溫合金—碳鋼等的焊接，甚至陶瓷—金屬、硬質合金—碳鋼、鎢銅粉末合金—銅等性能差異非常大的異種材料亦可採用摩擦焊接方法連接。因此，為了降低結構成本或充分發揮不同材料各自性能優勢而採用異種材料結構時，摩擦焊接是解決連接問題的優選途徑之一。對某些新材料，如高性能航空發動機轉子部件採用的U700高鋁高鈦鎳基合金和飛機起落架採用的AISI4340(300M)超高強鋼等，由於合金元素含量較高，採用熔化焊接可能在焊接或焊後熱處理過程中產生裂紋，熔焊焊接性較差，而摩擦焊接已被確認為是焊接這類材料最可靠的焊接方法。
摩擦焊接還具有廣泛的結構尺寸和接頭形式適應性。現有的摩擦焊機可以焊接截面積為1~161 000 mm2的中碳鋼工件。可用於管對管、棒對棒、棒對管、棒(管)對板的焊接，也可將管和棒焊接到底盤及突出部位，在任何位置都可以實現准確定位。
⑶焊接過程可靠性高
摩擦焊接過程完全由焊接設備控制，人為因素影響很小。焊接過程中所需控制的焊接參數較少，只有壓力、時間、速度和位移。特別對國外廣泛採用的慣性摩擦焊接，當飛輪轉速被設定時，實際上只需控制軸向壓力一個參數，易於實現焊接過程和焊接參數的自動控制，以及焊接設備的自動化，從而使焊接操作十分簡便，焊機運行和焊接質量的可靠性、重現性大大提高。將計算機技術引入到摩擦焊接過程式控制制中，對焊接參數進行實時檢測與閉環控制，可進一步提高摩擦焊接過程的控制精度與可靠性。摩擦壓力控制精度可達±0.3MPa，主軸轉速控制精度可達±0.1%。
⑷焊件尺寸精度較高
由於摩擦焊接為固態連接，其加熱過程具有能量密度高、熱輸入速度快以及沿整個摩擦焊接表面同步均勻加熱等特點，故焊接變形較小。在保證焊接設備具有足夠大的剛性、焊件裝配定位精確以及嚴格控制焊接參數的條件下，焊件尺寸精度較高。焊接接頭的長度公差和同軸度可控制在±0.25 mm左右。
⑸高效
據美國G.E.公司(即通用電氣公司)報道[8]，採用慣性摩擦焊接TF39航空發動機大截面、薄壁(直徑為610 mm，壁厚為3.8 mm)壓氣機盤時，其焊接循環時間僅需3 s左右；美國HUGHES(休斯)公司焊接高強度、大截面石油鑽桿(直徑127 mm，壁厚為15 mm)的焊接循環時間也只需15 s左右。一般說來，摩擦焊接的生產效率要比其它焊接方法高一倍至一百倍，非常適合於大批量生產。若配備有自動上下料及焊前、焊後輔助工序的機械化裝置，生產效率會進一步提高。
⑹低耗
摩擦焊接不需要特殊的焊接電源，所需能量僅為傳統焊接工藝的20%左右，亦不需要填加其它消耗材料，如焊條、焊劑、電極、保護氣體等，因此是一種節能、低耗的連接工藝。
⑺清潔
摩擦焊接過程中不產生火花、飛濺、煙霧、弧光、高頻和有害氣體等對環境產生影響的污染源，是一種清潔的生產工藝。
另外，摩擦焊接還具有易於操作、對焊接面要求不高等優點。其局限性是受被焊零件形狀的限制，即摩擦副中一般至少要求一個零件是旋轉件。目前主要用於圓柱形軸心對稱零件的焊接。但近期研究的相位控制摩擦焊接、線性摩擦焊接、攪拌摩擦焊接等成功地解決了軸心不對稱且具有相位要求的非圓柱形構件乃至板件對接等焊接問題，進一步擴大了摩擦焊接的應用范圍。
總之，摩擦焊接是一種優質、高效、低耗、清潔的先進焊接製造工藝，在高新技術產業和傳統產業部門具有巨大的技術潛力和廣闊的市場應用前景。通過與計算機、信息處理、軟體、自動控制、過程模擬、虛擬製造等高技術的緊密結合，摩擦焊接正在以高新技術面貌展現在人們面前。

④ 焊接的種類和適用范圍

1、手弧焊

手弧焊是各種電弧焊方法中發展最早、目前仍然應用最廣的一種焊接方法。它是以外部塗有塗料的焊條作電極和填充金屬，電弧是在焊條的端部和被焊工件表面之間燃燒。

塗料在電弧熱作用下一方面可以產生氣體以保護電弧，另一方面可以產生熔渣覆蓋在熔池表面，防止熔化金屬與周圍氣體的相互作用。熔渣的更重要作用是與熔化金屬產生物理化學反應或添加合金元素，改善焊縫金屬性能。

手弧焊設備簡單、輕便，操作靈活。可以應用於維修及裝配中的短縫的焊接，特別是可以用於難以達到的部位的焊接。手弧焊配用相應的焊條可適用於大多數工業用碳鋼、不銹鋼、鑄鐵、銅、鋁、鎳及其合金。

2、鎢極氣體保護電弧焊

這是一種不熔化極氣體保護電弧焊，是利用鎢極和工件之間的電弧使金屬熔化而形成焊縫的。焊接過程中鎢極不熔化，只起電極的作用。同時由焊炬的噴嘴送進氬氣或氦氣作保護。還可根據需要另外添加金屬。在國際上通稱為TIG焊。

鎢極氣體保護電弧焊由於能很好地控制熱輸入，所以它是連接薄板金屬和打底焊的一種極好方法。這種方法幾乎可以用於所有金屬的連接，尤其適用於焊接鋁、鎂這些能形成難熔氧化物的金屬以及象鈦和鋯這些活潑金屬。這種焊接方法的焊縫質量高，但與其它電弧焊相比，其焊接速度較慢。

3、熔化極氣體保護電弧焊

這種焊接方法是利用連續送進的焊絲與工件之間燃燒的電弧作熱源，由焊炬噴嘴噴出的氣體保護電弧來進行焊接的。

熔化極氣體保護電弧焊通常用的保護氣體有：氬氣、氦氣、CO2氣或這些氣體的混合氣。以氬氣或氦氣為保護氣時稱為熔化極惰性氣體保護電弧焊（在國際上簡稱為MIG焊）；

以惰性氣體與氧化性氣體（O2,CO2）混合氣為保護氣體時，或以CO2氣體或CO2＋O2混合氣為保護氣時，或以CO2氣體或CO2＋O2混合氣為保護氣時，統稱為熔化極活性氣體保護電弧焊（在國際上簡稱為MAG焊）。

熔化極氣體保護電弧焊的主要優點是可以方便地進行各種位置的焊接，同時也具有焊接速度較快、熔敷率高等優點。

熔化極活性氣體保護電弧焊可適用於大部分主要金屬，包括碳鋼、合金鋼。熔化極惰性氣體保護焊適用於不銹鋼、鋁、鎂、銅、鈦、鋯及鎳合金。利用這種焊接方法還可以進行電弧點焊。

4、等離子弧焊

等離子弧焊也是一種不熔化極電弧焊。它是利用電極和工件之間地壓縮電弧（叫轉發轉移電弧）實現焊接的。

所用的電極通常是鎢極。產生等離子弧的等離子氣可用氬氣、氮氣、氦氣或其中二者之混合氣。同時還通過噴嘴用惰性氣體保護。焊接時可以外加填充金屬，也可以不加填充金屬。

等離子弧焊焊接時，由於其電弧挺直、能量密度大、因而電弧穿透能力強。等離子弧焊焊接時產生的小孔效應，對於一定厚度范圍內的大多數金屬可以進行不開坡口對接，並能保證熔透和焊縫均勻一致。

因此，等離子弧焊的生產率高、焊縫質量好。但等離子弧焊設備（包括噴嘴）比較復雜，對焊接工藝參數的控制要求較高。

鎢極氣體保護電弧焊可焊接的絕大多數金屬，均可採用等離子弧焊接。與之相比，對於1mm以下的極薄的金屬的焊接，用等離子弧焊可較易進行。

5、管狀焊絲電弧焊

管狀焊絲電弧焊也是利用連續送進的焊絲與工件之間燃燒的電弧為熱源來進行焊接的，可以認為是熔化極氣體保護焊的一種類型。所使用的焊絲是管狀焊絲，管內裝有各種組分的焊劑。

焊接時，外加保護氣體，主要是CO2。焊劑受熱分解或熔化，起著造渣保護溶池、滲合金及穩弧等作用。

管狀焊絲電弧焊除具有上述熔化極氣體保護電弧焊的優點外，由於管內焊劑的作用，使之在冶金上更具優點。管狀焊絲電弧焊可以應用於大多數黑色金屬各種接頭的焊接。管狀焊絲電弧焊在一些工業先進國家已得到廣泛應用。「管狀焊絲」即現在所說的「葯芯焊絲」。

6、電阻焊

這是以電阻熱為能源的一類焊接方法，包括以熔渣電阻熱為能源的電渣焊和以固體電阻熱為能源的電阻焊。

由於電渣焊更具有獨特的特點，故放在後面介紹。這里主要介紹幾種固體電阻熱為能源的電阻焊，主要有點焊、縫焊、凸焊及對焊等。

電阻焊一般是使工件處在一定電極壓力作用下並利用電流通過工件時所產生的電阻熱將兩工件之間的接觸表面熔化而實現連接的焊接方法。通常使用較大的電流。

為了防止在接觸面上發生電弧並且為了鍛壓焊縫金屬，焊接過程中始終要施加壓力。進行這一類電阻焊時，被焊工件的表面善對於獲得穩定的焊接質量是頭等重要的。因此，焊前必須將電極與工件以及工件與工件間的接觸表面進行清理。

點焊、縫焊和凸焊的牾在於焊接電流（單相）大（幾千至幾萬安培），通電時間短（幾周波至幾秒），設備昂貴、復雜，生產率高，因此適於大批量生產。主要用於焊接厚度小於3mm的薄板組件。各類鋼材、鋁、鎂等有色金屬及其合金、不銹鋼等均可焊接。

7、電子束焊

電子束焊是以集中的高速電子束轟擊工件表面時所產生的熱能進行焊接的方法。電子束焊接時，由電子槍產生電子束並加速。

常用的電子束焊有：高真空電子束焊、低真空電子束焊和非真空電子束焊。前兩種方法都是在真空室內進行。焊接准備時間（主要是抽真空時間）較長，工件尺寸受真空室大小限制。

電子束焊與電弧焊相比，主要的特點是焊縫熔深大、熔寬小、焊縫金屬純度高。它既可以用在很薄材料的精密焊接，又可以用在很厚的（最厚達300mm）構件焊接。

所有用其它焊接方法能進行熔化焊的金屬及合金都可以用電子束焊接。主要用於要求高質量的產品的焊接。還能解決異種金屬、易氧化金屬及難熔金屬的焊接。但不適於大批量產品。

8、激光焊

激光焊是利用大功率相干單色光子流聚焦而成的激光束為熱源進行的焊接。這種焊接方法通常有連續功率激光焊和脈沖功率激光焊。

激光焊優點是不需要在真空中進行，缺點則是穿透力不如電子束焊強。激光焊時能進行精確的能量控制，因而可以實現精密微型器件的焊接。它能應用於很多金屬，特別是能解決一些難焊金屬及異種金屬的焊接。

9、釺焊

釺焊的能源可以是化學反應熱，也可以是間接熱能。它是利用熔點比被焊材料的熔點低的金屬作釺料，經過加熱使釺料熔化，*毛細管作用將釺料及入到接頭接觸面的間隙內，潤濕被焊金屬表面，使液相與固相之間互擴散而形成釺焊接頭。因此，釺焊是一種固相兼液相的焊接方法。

釺焊加熱溫度較低，母材不熔化，而且也不需施加壓力。但焊前必須採取一定的措施清除被焊工件表面的油污、灰塵、氧化膜等。這是使工件潤濕性好、確保接頭質量的重要保證。

釺料的液相線濕度高於450℃而低於母材金屬的熔點時，稱為硬釺焊；低於450℃時，稱為軟釺焊。根據熱源或加熱方法不同釺焊可分為：火焰釺焊、感應釺焊、爐中釺焊、浸沾釺焊、電阻釺焊等。

釺焊時由於加熱溫度比較低，故對工件材料的性能影響較小，焊件的應力變形也較小。但釺焊接頭的強度一般比較低，耐熱能力較差。

釺焊可以用於焊接碳鋼、不銹鋼、高溫合金、鋁、銅等金屬材料，還可以連接異種金屬、金屬與非金屬。適於焊接受載不大或常溫下工作的接頭，對於精密的、微型的以及復雜的多釺縫的焊件尤其適用。

⑤ 摩擦焊接的介紹

摩擦焊接是利用焊接接觸端面相對運動中相互摩擦所產生的熱，使端部達到熱塑性狀態，然後迅速頂鍛，完成焊接的一種壓焊方法。

⑥ 摩擦焊接的優缺點有哪些

優點：

1、快速、靈活;

2、焊接過程穩定並且可復驗;

3、焊接質量優異，不必依賴熟練內焊工;

4、可容將准備工作量降到最低;

5、無需焊劑或保護氣體;

6、對環境有利，不會產生焊接煙氣或其它氣體。

缺點：

靠工件旋轉實現，焊接非圓截面較困難。盤狀工件及薄壁管件，由於不易夾持也很難焊接。受焊機主軸電機功率的限制，目前摩擦焊可焊接的最大截面為20000mm2。摩擦焊機一次性投資費用大，適於大批量生產。

⑦ 摩擦焊一般應用在哪些領域

汽車零配件的焊接，焊接精度，焊接強度高，大批量生產的焊件。

廣泛應用於汽車(球籠式萬向節、雙金屬軸套、氣門、撥叉、渦輪增壓器、半軸、卡車後橋殼、減震器、活塞桿)、農機（連桿、齒輪、軸類）、電力（銅鋁接頭、高壓觸頭、線夾）、工具刃具（套筒扳手、鑽頭、絲錐、鷹嘴鉗子）、紡機（定子管、繞線管、軸）、石油地質（工程管、鑽桿、抽油桿）及航天航空、建築等行業部門零配件的焊接。

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⑧ 摩擦焊的應用

摩擦焊接以其優質、高效、節能、無污染的技術特色，在航空、航天、核能、兵器、汽車、電力、海洋開發、機械製造等高新技術和傳統產業部門得到了愈來愈廣泛的應用。下面以摩擦焊接在航空航天工業與汽車工業中的應用舉例說明。(1)航空航天工業隨著現代高性能軍用航空發動機的不斷更新，其主要性能指標——推重比亦不斷提高。同時對發動機的結構設計、材料及製造工藝均提出了更高的要求。從70年代起，以美國GE公司為代表，在軍用航空發動機轉子部件（盤+盤、盤+軸）製造中，率先成功地採用了慣性摩擦焊接技術。GE公司生產的TF39航空發動機的16級壓氣機盤；CMF56航空發動機的1-2級，4-9級，以及壓氣機軸；F101航空發動機的1-3級盤與鼓及前軸頸，5-9級盤與鼓及後軸頸等均採用了摩擦焊接工藝，有的還採用了粉末冶金—等溫鍛造—摩擦焊接組合工藝。API(Udimet700、Astroloy)、In100和René95及In718之類的粉末高溫合金盤已成功地採用了慣性摩擦焊接，其焊接接頭性能可達到母材的水平。美國Textron Lycoming公司生產的新型大功率T55渦輪噴氣發動機的前盤與前軸、後軸的連接都是採用盤+軸一體的摩擦焊接結構。P&W公司將摩擦焊接列為80年代發動機製造中的五項重大焊接技術之一；德國MTU公司正在開展高壓壓氣機轉子等大型部件的摩擦焊接技術研究；法國海豚發動機也將摩擦焊接推廣應用於減速器錐形齒輪的焊接，等等。國外一些先進的航空發動機製造公司已將摩擦焊接作為焊接高推重比航空發動機轉子部件的主導的、典型的和標準的工藝方法。普遍認為摩擦焊是可靠、再現性好和可信賴的焊接技術。在飛機製造中，摩擦焊接也展現了新的應用前景。AISI4340超高強度鋼因其具有高的缺口敏感性和焊接脆化傾向，當用來製造飛機起落架時，國外規定不允許採用熔化焊接方法施焊，已成功地進行了4340管與4030鍛件起落架、拉桿的摩擦焊接。此外，直升飛機旋翼主傳動軸的NitralloyN合金齒輪與18%高鎳合金鋼管軸的焊接、雙金屬飛機鉚釘、飛機鉤頭螺栓等均採用了摩擦焊接，這表明摩擦焊接技術已滲透到了飛機重要承力構件的焊接領域。某太空梭三部發動機上1800個高溫合金噴射器柱全部是由摩擦焊接方法焊接到發動機上的。(2)汽車工業國外在汽車零配件規模化生產中，摩擦焊接技術佔有較重要的地位。據不完全統計，美國、德國、日本等工業發達國家的一些著名汽車製造公司，已有百餘種汽車零配件採用了摩擦焊接技術。 國內外在發動機雙金屬排氣閥生產中廣泛採用了摩擦焊接技術將NiCr20TiAl（Nimonic 80)、5Cr21Mn9Ni4(21-4N)、4Cr14Ni14W2Mo之類的高溫合金或奧氏體型耐熱鋼盤部與4Cr9Si2、4Cr10Si2Mo之類的馬氏體型不銹耐熱鋼桿部連接起來形成整體排氣閥，特別適合於空心閥的製造。採用鍛焊復合結構取代整體鍛造生產汽車半軸在國外已得到廣泛應用。另外，汽車及工程機械上風扇軸支座組件、空心後軸、前懸架、自動變速器輸出軸、無變形飛輪齒圈、發電機支座、粘性傳動風扇聯軸節、起動機小齒輪組件、速度選擇軸、變扭器蓋、汽車液壓千斤頂、轉向節、司機側氣囊充氣器、萬向節組件、凸輪軸、水泵轂和軸、直接離合器鼓和轂組件、後橋殼管、傾斜轉向軸、叉、冷卻風扇電機殼體和軸、等速萬向節、連軸齒輪、變扭器蓋、傳動軸、叉、渦輪傳動軸、中央軸、渦輪增壓器、乘客側氣囊充氣器、 汽車用扁尾套筒扳手、後懸架臂、空調機蓄壓器等的製造過程中均可利用摩擦焊接工藝簡化製造工藝和降低生產成本。

⑨ 摩擦焊接的工作原理

摩擦焊接是一種鍛造焊接過程。在壓力作用下，兩個管件表面之間發生摩擦，摩擦力產生熱量形成焊縫。兩個表面之間的相對運動或摩擦要持續進行，直到產生足夠的熱量為止。之後，停止摩擦，兩部分便在足夠的作用力下鍛接在一起，形成焊縫。在大多數應用場合下，都是對管件圓周或圓柱狀零部件進行焊接，相對運動容易產生摩擦。有兩種不同的摩擦焊接方式，其不同點是將能量傳入該系統的途徑不同：有連續驅動方式，或利用儲存的慣性能量進行方式。
傳統的摩擦焊方法的不足之處是，對不能旋轉的零部件不能夠實施焊接。管體可能有18m那麼長，為了使摩擦焊接法能夠用於管道焊接，開發出一種新的改型。這種新的改型與傳統的摩擦焊接方法的主要區別是：在剛性圓環形成過程中，採用不同的填充材料。焊接圓環被放置在兩根管子之間，在軸向壓力下旋轉焊接圓環，即可產生所需要的摩擦力和與之相關的熱量。當兩部分組件相互接觸時，在旋轉的焊接圓環與兩根管子之間的摩擦便可使接觸區的溫度升高，直至達到相互鍛接的溫度為止。在此瞬間，焊接環的旋轉很快停止，軸向壓力隨之升高到最終的鍛接壓力。鍛接壓力可藉助爆炸力（液動或氣動）來施加。

⑩ 摩擦焊接的優缺點有哪些

優點：

1、快速、靈活;

2、焊接過程穩定並且可復驗;

3、焊接質量優異，不必版依賴熟練焊工權;

4、可將准備工作量降到最低;

5、無需焊劑或保護氣體;

6、對環境有利，不會產生焊接煙氣或其它氣體。

缺點：

靠工件旋轉實現，焊接非圓截面較困難。盤狀工件及薄壁管件，由於不易夾持也很難焊接。受焊機主軸電機功率的限制，目前摩擦焊可焊接的最大截面為20000mm2。摩擦焊機一次性投資費用大，適於大批量生產。