304不銹鋼板加工由兩個(gè)表面結(jié)合時(shí)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的
在摩擦焊接時(shí),焊接所需的熱是304不銹鋼板加工由兩個(gè)表面結(jié)合時(shí)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的,在正常情況下,沒(méi)有發(fā)生界面熔化。摩擦焊接過(guò)程得到充分理解,并且自20世紀(jì)40年代,在商業(yè)規(guī)模已被廣泛的用于同種金屬和異種金屬的連接。有三種不同的摩擦焊接過(guò)程,即,旋轉(zhuǎn)摩擦焊、線性焊和軌道摩擦焊。旋轉(zhuǎn)摩擦焊接只能用于圓形斷面,在此過(guò)程中一個(gè)組件必須是相對(duì)于軸的旋轉(zhuǎn)體,而另一組件在連接時(shí),施加壓力的同時(shí)保持固定。根據(jù)焊接旋轉(zhuǎn)能量轉(zhuǎn)移的方式,旋轉(zhuǎn)摩擦焊接可進(jìn)一步可分為兩大類(lèi):直接驅(qū)動(dòng)(連續(xù)驅(qū)動(dòng))和慣性驅(qū)動(dòng)(儲(chǔ)存能量)。直接驅(qū)動(dòng)摩擦焊采用以恒定速度運(yùn)行的馬達(dá),而慣性驅(qū)動(dòng)摩擦焊使用儲(chǔ)存在旋轉(zhuǎn)飛輪的動(dòng)能,作為摩擦階段向接頭處得能量輸入。在線性摩擦焊的情況下,一個(gè)組件是固定的,而另外一組件在壓力作用下以小直線偏置作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。線性摩擦焊在航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造行業(yè),已成為一套重要的整體渦輪盤(pán)生產(chǎn)制造和修復(fù)的技術(shù)。軌道摩擦焊是一種結(jié)合線性摩擦焊和旋轉(zhuǎn)摩擦焊的焊接方式,兩組件在結(jié)合的過(guò)程中,以相同的角速度常量繞縱向軸旋轉(zhuǎn)。在這里,兩縱向軸線是平行的,有一小直線距離補(bǔ)償。當(dāng)運(yùn)動(dòng)的部件停止,零件要正確地對(duì)齊,形成焊縫。不像旋轉(zhuǎn)摩擦焊接,線性摩擦焊和軌道摩擦焊接可焊接非圓零件,并且在接頭截面位置產(chǎn)生的熱量幾乎是相同的。然而,旋轉(zhuǎn)摩擦焊接是最古老的,但仍然是最常用的連接方法。摩擦焊接中,可為焊接提供所需的熱量和壓力并且影響粘結(jié)強(qiáng)度有的主要工藝參數(shù):摩擦壓力、摩擦?xí)r間、鍛造壓力(頂端壓力)和旋轉(zhuǎn)速度。在直接驅(qū)動(dòng)摩擦焊接過(guò)程的情況下,旋轉(zhuǎn)的速度是最敏感的過(guò)程變量,如果壓力和加熱時(shí)間等能夠適當(dāng)?shù)乜刂疲梢栽诤軐挼姆秶鷥?nèi)變化。在焊接鋼的情況下,建議圓周速率控制在75m/min-215m/min。
在一般情況下,較高的速率相當(dāng)于低的焊接熱輸入,用于焊接熱敏感材料,如淬硬鋼(Elmer和Kautz,1993年)。此外,接頭表面的光滑度對(duì)粘結(jié)強(qiáng)度有著很重要的影響,尤其是對(duì)異種金屬的連接。焊接同種金屬時(shí),兩個(gè)金屬的變形量和表面光潔度是304不銹鋼板加工由兩個(gè)表面結(jié)合時(shí)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的否相同就不是關(guān)鍵了。焊接異種金屬時(shí),兩種金屬變形程度不同,例如,在Ti和不銹鋼連接,相對(duì)于不銹鋼,鈦側(cè)高溫下的變形兩大,因此,不銹鋼的表面平整度是至關(guān)重要的(Fuji等,1992年)??刂坪缚p中心線處峰值溫度是非常重要的,尤其是在異種金屬接頭的情況下,避免了基體材料的融化,脆性相的產(chǎn)生,和過(guò)度壓力產(chǎn)生。低碳鋼和低碳鋼,以及低碳鋼與304不銹鋼使用摩擦焊進(jìn)行連接,使用紅外探測(cè)器檢測(cè)顯示最高溫度分別為1480℃和1425℃,(Mousavi Akbari和Kelishami Rahbar,2008年)。初始?jí)毫ΓΣ翂毫Γ?duì)von-Misses應(yīng)力和等效應(yīng)變分布比最終壓力(頂端壓力)影響更為嚴(yán)重。
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