KAKA摩擦焊工艺

第1篇一、引言摩擦焊接是一种利用摩擦热加热金属并施加压力以实现焊接连接的工艺。

它具有操作简单、焊接质量稳定、焊接速度快、成本低等优点，广泛应用于汽车、航空、航天、造船、铁路等行业。

本文将对摩擦焊接工艺的原理、设备、工艺参数及焊接质量等方面进行详细介绍。

二、摩擦焊接原理摩擦焊接的原理是利用摩擦产生的热量将金属表面加热至塑性状态，然后在一定压力下使两金属表面相互接触并发生塑性变形，从而实现焊接连接。

摩擦焊接过程中，金属表面的接触面积逐渐增大，摩擦产生的热量也不断增加，直至焊接接头形成。

1. 摩擦生热摩擦焊接过程中，通过摩擦产生的热量使金属表面温度升高，热量传递至金属内部，使金属达到塑性状态。

摩擦热的大小与摩擦系数、摩擦速度、摩擦时间等因素有关。

2. 塑性变形摩擦焊接过程中，摩擦产生的热量使金属表面达到塑性状态，金属表面发生塑性变形。

在压力作用下，金属表面相互接触，形成一定的接触面积，为焊接接头提供结合力。

3. 焊接接头形成随着摩擦焊接过程的进行，金属表面接触面积逐渐增大，塑性变形程度加深，焊接接头逐渐形成。

焊接接头质量取决于摩擦焊接过程中的工艺参数和金属材料的性能。

三、摩擦焊接设备摩擦焊接设备主要包括摩擦焊接机、夹具、焊接电源等。

1. 摩擦焊接机摩擦焊接机是摩擦焊接过程中的核心设备，其主要功能是产生摩擦力、实现摩擦焊接过程。

摩擦焊接机可分为机械式、液压式、电磁式等类型。

2. 夹具夹具用于固定焊接件，保证焊接过程中的定位精度。

夹具的设计应满足以下要求：具有较高的定位精度、良好的耐磨性、易于操作和调整。

3. 焊接电源焊接电源为摩擦焊接提供能量，常见的焊接电源有直流电源、交流电源等。

焊接电源的电压、电流等参数应根据焊接工艺和金属材料选择。

四、摩擦焊接工艺参数摩擦焊接工艺参数主要包括摩擦时间、摩擦压力、焊接速度、预热温度等。

1. 摩擦时间摩擦时间是指摩擦焊接过程中摩擦头与工件接触的时间。

摩擦时间过长，会导致焊接接头质量下降；摩擦时间过短，则无法产生足够的摩擦热。

焊接工艺的摩擦焊接技术要点摩擦焊接是一种利用材料的塑性变形和摩擦加热产生摩擦热的焊接方法。

它具有高效、环保、高质量等优点，在工业生产中得到广泛应用。

本文将介绍焊接工艺的摩擦焊接技术的要点，包括摩擦焊接的原理、工艺参数的选择、工艺控制等方面。

一、摩擦焊接的原理摩擦焊接是利用两个工件在轴向力和旋转力的作用下，在接触面发生塑性变形并摩擦加热，随后停止转动时两个工件之间恢复到冷状态下的接触面结合而形成的一种焊接方法。

摩擦焊接的原理包括以下几个方面：1. 摩擦热效应：工件在接触面相对运动时，由于摩擦热的产生，使工件的温度升高，达到可塑性变形的要求，从而实现焊接。

2. 塑性变形效应：由于轴向力的作用，使接触面的工件产生塑性变形，使得工件表面的氧化层和脏物得以去除，从而使工件之间达到更好的接触。

3. 冷却效应：在停止摩擦时，工件由于冷却，焊缝完成固化，从而使工件之间形成连接。

二、摩擦焊接的工艺参数选择摩擦焊接的工艺参数选择是保证焊接质量和效率的重要因素。

1. 旋转速度：旋转速度的选择应根据焊接材料的特性，例如硬度、塑性等综合考虑。

一般来说，旋转速度太低会导致焊缝不均匀，太高则会造成过度烧损。

2. 轴向力：轴向力的选择应根据焊接材料的硬度和要求的焊接质量来确定。

轴向力太小会导致焊缝不牢固，太大则会产生较大的变形和应力。

3. 焊接时间：焊接时间也是影响焊接质量的关键参数。

焊接时间太短会导致焊缝连接不牢固，太长则会造成材料的过度烧损。

三、摩擦焊接的工艺控制工艺控制是确保摩擦焊接质量稳定的关键。

1. 清洁度控制：焊接前应确保接触表面的干净，去除氧化物和污染物，以保证焊接接触质量。

2. 温度控制：焊接时，应根据工件材料和尺寸的变化，对摩擦焊接的温度进行控制。

过高的温度会导致焊缝变硬和断裂，过低的温度会导致焊缝连接不牢固。

3. 压力控制：焊接时的轴向力要适中，太小会导致松散的连接，太大会导致变形和质量缺陷。

4. 油剂选择：摩擦焊接中使用的油剂应该具有良好的冷却性能和润滑性能，以保证焊接过程的稳定。

磨擦焊基本原理磨擦焊是一种新型的焊接技术，它是通过摩擦产生的热量将两个工件连接在一起，而不需要使用焊接剂。

它具有许多优点，如无需使用焊接材料，成本低，焊接质量高，焊接速度快等。

下面我们来详细了解一下磨擦焊的基本原理。

一、摩擦热的产生原理在磨擦焊过程中，两个工件之间由于受到来自旋转摩擦的摩擦力，形成了高强度的接触面，两个工件互相摩擦不断摩擦，摩擦力也随之增大，从而储存了大量的摩擦能量。

随着摩擦的加剧，摩擦热也不断增加，最终将工件接头面加热到高温状态。

这时，工件表面原有的氧化铝分解下来，氧逸出，金属表面裸露，金属直接接触，温度又因金属接触面积变小升高，金属表面在高温下变形，由于受到压力作用，工件逐渐发生变形和塑性变形，直至部分熔化，使得局部冷却时会出现较强的降温速度，而引起了固态金属结构的演变。

二、磨擦焊的过程由于磨擦焊是一种通过摩擦加热的焊接方法，因此其整个过程可以分为三个阶段。

（1）压榨阶段在磨擦焊之初，要将工件之间的摩擦力送到一定程度，从而确保工件之间的表面贴合在一起。

这一阶段是整个焊接过程中最重要的一个阶段，也是最为困难的一个阶段。

由于在工件贴合的初始阶段，工件之间受到的压力非常小，需要将摩擦力逐渐增加，最终使其达到足够的大小，这样才能够确保两个工件之间的表面尽可能地贴合。

在这一阶段中，需要调整摩擦力，并同时调整旋转速度，以便随时掌握好焊接质量。

（2）加热阶段经过压榨阶段之后，接下来的一个阶段就是加热阶段了。

也就是说，在工件之间的摩擦力达到一定程度之后，工件开始逐渐升温，并在短时间内达到一定的温度。

在这个温度范围内，工件的材质和物理状态会随之发生相应的变化，最终达到熔化金属和塑性变形的目的。

常用的加热方式有两种，一种是间歇式加热，即定期加热，一种是连续式加热，即一直加热到所需温度。

（3）焊接阶段在加热阶段之后，接下来就是焊接阶段，此阶段的焊点核心热区的温度渐渐达到熔点，但未完全熔化，液态区域也很小。

摩擦焊相关知识点总结一、摩擦焊的原理摩擦焊的原理是利用摩擦热效应和机械压力使焊件表面发生塑性变形，从而实现焊接。

摩擦焊的工作原理可以概括为以下几个步骤：1. 接触阶段：两个焊件通过机械压力贴合在一起，形成接触面。

同时，旋转摩擦焊工具，使摩擦热由焊接接触面产生，达到加热的效果。

2. 加热阶段：摩擦焊工具将焊接接触面加热至塑性变形温度，使接触面材料软化并产生塑性变形。

3. 搅拌阶段：通过机械压力和旋转摩擦焊工具使焊接接触面产生搅拌效应，使焊件之间的金属颗粒混合在一起，实现焊接。

4. 冷却阶段：停止摩擦热效应，等待焊接接触面冷却固化，形成坚固的焊接接头。

摩擦焊的原理可以表述为摩擦热效应、塑性变形和搅拌效应的综合作用。

通过控制摩擦焊的工艺参数，可以达到理想的焊接效果和焊缝质量。

二、摩擦焊的工艺参数摩擦焊的工艺参数是影响焊接质量和性能的重要因素，包括摩擦焊工具的转速、轴向压力、径向力、加热时间和冷却时间等。

下面分别对这些工艺参数进行详细介绍：1. 转速：摩擦焊工具的转速是影响摩擦热效应的重要参数。

较高的转速可以产生更多的摩擦热，加热焊接接触面更快，但也可能导致过高的焊接温度和金属流动速度，导致焊接质量下降。

因此，在实际操作中需要根据焊接材料的性质和厚度选择合适的转速。

2. 轴向压力：轴向压力是通过摩擦焊工具施加在焊接接触面上的压力，是实现摩擦焊的关键参数。

适当的轴向压力可以保证焊接接触面的紧密贴合，增加金属材料的接触面积，有利于摩擦热的传递和焊接质量的提高。

3. 径向力：对于摩擦搅拌焊接，径向力是对工件施加垂直于焊缝方向的压力。

通过施加适当的径向力可以保证焊接接触面的搅拌效果，防止焊接接触面出现空隙和气孔，提高焊接质量。

4. 加热时间：加热时间是摩擦焊加热阶段的持续时间，通过控制加热时间可以控制焊接接触面的温度和软化程度，影响焊接质量和强度。

5. 冷却时间：冷却时间是摩擦焊冷却阶段的持续时间，通过控制冷却时间可以保证焊接接触面充分冷却和固化，形成坚固的焊接接头。

摩擦焊接机介绍1、摩擦焊概念摩擦焊是利用工件接触端面相对旋转运动中相互摩擦所产生的热使端部达到热塑性状态，然后迅速顶锻实现的一种固相压焊过程，分连续驱动摩擦焊和惯性摩擦焊两种方法。

2、焊接过程介绍（1）、机械能转化为热能；（2）材料塑性变形；（3）热塑性下的锻压力；（4）分子间扩散再结晶。

3、摩擦焊接点摩擦焊接是使用最原始的焊接原理，但却又是最符合现代最环保先进的绿色焊接方式。

其优点可概括为以下几点：(1)接头质量好且稳定。

焊接过程由机器自动控制，参数设定后容易监控，重复性好，不依赖于操作人员的技术水平和工作态度。

焊接过程不发生熔化，属固相热压焊，接头为锻造组织，因此焊缝不会出现气孔、偏析和夹杂，裂纹等铸造组织的结晶缺陷，焊接接头强度远大于熔焊、钎焊的强度，达到甚至超过母材的强度；(2)效率高。

对焊件准备通常要求不高，焊接设备自动化程度高，可在流水线上生产，每件焊接时间以秒计，一般只需零点几秒至几十秒，是其它焊接方法如熔焊、钎焊不能相比的；(3)节能、节材、低耗。

所需功率仅及传统焊接工艺的1/5～1/15，不需焊条、焊剂、钎料、保护气体，不需填加金属，也不需消耗电极；可改变传统一体化锻造切削方式。

(4)焊接性好。

特别适合异种材料的焊接，与其它焊接方法相比，摩擦焊有得天独厚的优势，如钢和紫铜、钢和铝、钢和黄铜等等；同种材料焊接后强度可胜母材。

(5)环保，无污染。

焊接过程不产生烟尘或有害气体，不产生飞溅，没有孤光和火花，没有放射线。

4、摩擦焊后实验效果（1）显微镜组织观察：相同材质时看不出焊接点。

（2）拉伸测试：焊后强度等同于、甚至超过母材。

（3）冲击测试：根据材质不同有所变化，一般也几乎等同于母材。

（4）弯曲测试：即使焊后不经热处理，也同样经得起严格的弯曲试验，不会产生裂痕。

（5）弯曲疲劳实验：与母材相同。

（6）旋转疲劳实验：与母材相同。

5、荣江摩擦焊机优势（1）配备品质监控系统，可对整个焊接过程全面监控。

摩擦焊⏹摩擦焊原理与分类⏹惯性摩擦焊⏹搅拌摩擦焊⏹摩擦焊设备定义：摩擦焊是利用焊件相对摩擦运动产生的热量来实现材料可靠连接的一种压力焊方法。

其焊接过程是在压力的作用下，相对运动的待焊材料之间产生摩擦，使界面及其附近温度升高并达到热塑性状态，随着顶锻力的作用界面氧化膜破碎，材料发生塑性变形与流动，通过界面元素扩散及再结晶冶金反应而形成接头一、摩擦焊原理及分类⏹1．1 摩擦焊的分类⏹摩擦焊的方法很多，一般根据焊件的相对运动和工艺特点进行分类，主要方法如图1所示。

在实际生产中，连续驱动摩擦焊、相位控制摩擦焊、惯性摩擦焊和搅拌摩擦焊应用的比较普遍。

⏹通常所说的摩擦焊主要是指连续驱动摩擦焊、相位控制摩擦焊、惯性摩擦焊和轨道摩擦焊，统称为传统摩擦焊，它们的共同特点是靠两个待焊件之间的相对摩擦运动产生热能。

而搅拌摩擦焊、嵌入摩擦焊、第三体摩擦焊和摩擦堆焊，是靠搅拌头与待焊件之间的相对摩擦运动产生热量而实现焊接。

1．2 摩擦焊原理⏹同种材质焊接时，最初界面接触点上产生犁削-粘合现象。

由于单位压力很大，粘合区增多。

继续摩擦使这些粘合点产生剪切撕裂，金属从一个表面迁移到另一个表面。

界面上的犁削-粘合-撕裂过程进行时，摩擦力矩增加时界面温度增高。

当整个界面上形成一个连续塑性状态薄层后，摩擦力矩降低到一最小值。

界面金属成为塑性状态并在压力作用下不断被挤出形成飞边，工件轴向长度也不断缩短⏹异种金属的机理比较复杂，除了犁削-粘合-剪切撕裂无力现象外，金属的物理与力学性能、相互间固溶度及金属间化和物等，在结合机理中都会起作用，焊接时由于机械混合和扩散作用，在结合面附近很窄的区域内有可能发生一定程度的合金化，这一薄层的性能会对整个接头的性能有重要影响。

机械混合和相互镶嵌对结合也会有一定作用。

这种复杂性使得异种金属的摩擦焊接性很难预料。

1.2.1．连续驱动摩擦焊1.2.2 惯性摩擦焊1.2.3 相位摩擦焊1.2.4 径向摩擦焊1.2.5 摩擦堆焊1.2.6 线性摩擦焊1.2.7 搅拌摩擦焊二、连续驱动摩擦焊⏹2．1 连续驱动摩擦焊基本原理⏹ 2.1.1 焊接过程⏹连续驱动摩擦焊接时，通常将待焊工件两端分别固定在旋转夹具和移动夹具内，工件被夹紧后，位于滑台上的移动夹具随滑台一起向旋转端移动，移动至一定距离后，旋转端工件开始旋转，工件接触后开始摩擦加热。