什么是摩擦焊接？

在分解不同类型之前，让我们定义称为摩擦焊接的固态焊接过程。固态焊接是指不使用外部热量的焊接过程。相反，将外部压力施加到固态以形成焊缝。在摩擦焊接中，待接合的工件相对于彼此旋转。这种运动会产生摩擦，从而加热接触表面上的材料。施加高压力直到焊接周期结束。摩擦焊接可用于连接直径超过100毫米的各种金属（例如钢和铝）条和管。

摩擦焊接如何工作

摩擦焊接的工作原理是遵循摩擦的基本原理。该过程使用摩擦在焊接界面处产生塑性热。例如，钢上产生的摩擦热通常在900-1300摄氏度左右。在达到适当的温度后，将逐渐施加外部压力，直到工件形成永久性的焊接接头。

尽管有几种不同的摩擦焊接类型，但是它们都遵循共同的工作原理。首先，将一个工件放置在转子驱动的卡盘中，将另一个保持静止。转子使已安装的工件高速旋转。压力被施加到静止的工件上，使其与旋转的工件接触。当工件接触时，会产生高摩擦力，并在接触的表面上产生大量热量，直到两种材料软化（也称为塑化）。一旦材料达到塑化状态，便会向静态零件施加更高的锻造压力，从而迫使两种材料融合在一起。在零件融合在一起并且界面开始冷却之后，一旦温度降低并且材料重新凝固，转子就会停止运转。

5种摩擦焊接类型

1.惯性摩擦焊接

什么是惯性摩擦焊接？惯性摩擦焊接具有固定在卡盘和主轴上的不同尺寸的飞轮。电机连接到主轴以旋转零件。在焊接循环开始时，电机连接到主轴，并将零件旋转到所需的转速。一旦达到所需的速度，就将电机从主轴上断开。根据零件，主轴，卡盘和飞轮的重量，自由旋转部件会产生旋转惯性。此时，将进行如上所述的摩擦焊接过程，利用旋转惯性将零件放在一起时产生摩擦热。了解为什么要将惯性焊接与CNC加工相结合 。

2.直接驱动摩擦焊接

在此过程中，主轴驱动电机永久固定在主轴上。当两个部件放在一起时，电动机继续驱动旋转部件，从而产生摩擦热。根据定义的CNC程序，随着焊接过程的进行，主轴会持续减速，从而将主轴停在预定位置。当希望在焊接部件之间有特定的方向时，这种类型的摩擦焊接是有益的。

3.线性摩擦焊接

这个过程类似于惯性摩擦焊接。但是，移动的卡盘不会旋转。相反，它以横向运动振荡。在整个过程中，两个工件均保持在压力下。与惯性焊接相比，该过程要求工件具有高剪切强度并涉及更复杂的机械。这种方法的一个好处是它可以连接任何形状的零件（而不仅仅是圆形界面）。

4.搅拌摩擦焊（FSW）

FSW是一种固态连接过程，使用一种非消耗性的工具来连接两个相对的工件。旋转刀具和工件材料之间的摩擦会产生热量，这会导致界面处的区域变软。沿接合线移动工具时，它会将两种金属的软化材料机械混合，并通过工具施加的机械压力锻造焊接界面。FSW用于现代造船，火车和航空航天应用。

5.轨道摩擦焊接

轨道摩擦焊接类似于旋转摩擦焊接，但是两个焊接零件都沿相同的方向和相同的速度旋转，但是它们的轴偏移了最多1/8英寸。随着焊接周期的完成和转速的降低，零件又返回同一轴线，并且在材料重新凝固的同时保持了锻造压力。

应用领域

摩擦焊接可用于 制造更好的工业辊，管和轴。该工艺通常用于制造用于工业打印机，物料搬运设备以及汽车，航空航天，船舶和石油应用的子组件。组件的其他示例包括齿轮，轴管，传动系统，阀门，液压活塞杆，卡车滚轮衬套，泵轴，钻头，连接杆等。

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