摩擦焊機的概述及發展現狀

國內較新的是雙頭車橋摩擦焊機，可以對車橋橋殼的兩上接頭同時進行摩擦焊接摩擦焊適合于焊接桿件和管件，工藝簡單、質量好，勞動條件好，生產率高，耗電量少，易于機械化和自動化。摩擦焊在工廠生產線上多用于發動機燃燒室、排氣閥、軸、軸套、桿件、管子與法蘭、石油鉆桿和鉆芯的連接和變截面桿件的連接。接頭焊后不會產生金屬間化合物。摩擦焊也常用于異種金屬焊接，如鋁與銅、鋼、鎳、鎂合金；銅與鋼、銀等。摩擦焊在鋁-銅導線過渡接頭的焊接方面應用尤廣。過渡接頭，紡織機梭子芯，關節軸承，泥瓦工具，地質鉆桿，石油鉆桿、實心、空心抽油桿，航空發動機集成齒輪，木工多用機床上的刀軸等等。

我國科技人員對摩擦焊接表面高溫塑性金屬層的形成、流動、擴展和焊接接頭形成機理，摩擦焊接的能量轉換及過程控制，大截面石油鉆桿摩擦焊接工藝和強韌性控制，摩擦焊接接頭灰斑缺陷形成機制及焊接接頭斷口形貌與斷裂應變，鋁—銅薄壁管摩擦焊接機理與接頭性能和焊縫化合物相形成機制等方面進行了較深入地基礎理論研究工作。在工程應用上針對急待解決的一系列問題開展了摩擦焊技術研究的課題。其中摩擦焊接頭形變熱處理的工藝試驗研究是一項有代表性的應用科學研究工作，這項研究率先在摩擦焊領域中引入形變強化與相變強化相結合通過改變傳統的連續驅動摩擦焊過程，把焊接工藝同焊后熱處理工藝實行工序兼并，利用焊接余熱和剎車能耗在摩擦焊機上直接對摩擦焊接頭進行形變熱處理，機上配備的熱處理裝置可以更有效地實現相變條件的控制，這樣就可以把摩擦焊過程中高溫形變引入的大量位錯等用淬火相變牢固地釘扎住，充分發揮形變強化與相變強化的雙重作用取得的以往用單一方法不能達到的強韌化效果。實現了在不降低接頭強度的前提下，韌性超過調質母材的水平，這套技術不僅提高了焊接質量而且簡化了工藝，減少了焊后熱處理的加熱次數，降低了成本。目前在抽油桿、油管的生產和鉆桿的修復上進行了推廣應用。為控制鋁—銅過渡接頭脆性層的產生，研究了低溫摩擦焊并應用于生產。近年來對超塑性溫度范圍內相變溫度以下摩擦焊進行了研究，并取得了階段性成果；在焊接質量監控方面，先后研制了摩擦焊功率極值控制儀及微機質量監控裝置。微機質量監控裝置是對焊接過程的軸向壓力、主軸轉速、摩擦扭矩、焊件軸向縮短量、時間、焊接溫度及形變熱處理溫度等影響焊接接頭質量的主要參數的變化進行監控。在新材料的焊接性，摩擦焊接信息過程與傳感技術，摩擦焊接參數計算和實時監測與閉環控制，摩擦焊縫缺陷形成機制與力學行為，摩擦焊接頭強韌性控制，摩擦焊接物理參量場（溫度場，應力應變場）數值模擬，以及高速攝影、頻譜分析等相關試驗技術等方面也開展了較系統深入的研究工作。