现代焊接技师培训35.pdf

人 才 培 训 工程应用与实践Talents TrainingJ -2 0 0 9 年第6 期 总第7 8 期6 2现代焊接（续上期）2 1 4 摩擦焊的特点有哪些？2 1 4 . 1 固态焊摩擦焊是一种固态焊，在焊接过程中，被焊材料通常不熔化，仍处于固相状态，焊合区金属为固相组织与熔焊相比，首先，摩擦焊不产生与熔化和凝固冶金有关的一些焊接缺陷和焊接脆化现象，如粗大的柱状晶体、偏析、夹杂、裂纹和气孔等；其次，轴向压力和扭矩共同作用于摩擦焊表面及其近区，产生了一些力学冶金效应，如晶粒细化、组织致密、夹杂物弥散分布等；再者，摩擦焊焊接时间短，热影响区窄，热影响区组织无明显粗化因此，在焊接接头的形成机制和性能方面，与熔焊存在显著的区别采用摩擦焊有利于获得与母材同等强度的焊接接头摩擦焊过程完全由焊接设备控制,人为因素影响较小焊接过程中所需控制的焊接参数较少，只有压力、时间、速度和位移将计算机引入到摩擦焊过程控制中，对焊接参数进行实时检测与闭环控制，可进一步提高焊接过程的控制精度和可靠性摩擦焊可以焊接通常认为是不可组合的金属材料，如铝和钢、铜和铝、钛和铝以及镍合金和钢一般说来，所有可锻造的金属材料都可以进行摩擦焊接。

除传统的金属材料外，还可2 1 4 . 2 高可靠性2 1 4 . 3 广泛的工艺适应性焊接粉末合金、复合材料、功能材料、难熔材料，特别适合于异种材料，如铝－铜、铜－钢、高速钢－碳素钢、高温合金－碳素钢等焊接，甚至陶瓷、硬质合金－碳素钢、钨铜粉末合金－铜等性能差异非常大的异种材料亦可采用摩擦焊方法连接因此为降低结构成本或充分发挥不同材料各自性能优势而采用异种材料结构时，摩擦焊是解决连接问题的优选途径之一摩擦焊还具有广泛的结构尺寸和接头形式适应性可用于管－管、棒－棒、棒－管、棒（管）－板的焊接,也可将管和棒焊接到底盘及突出部位,在任何位置都可以实现准确定位由于摩擦焊为固态连接，其加热2 1 4 . 4 焊件尺寸精度较高T h et r a i n i n go f mo d e r nwe l d i n gt e c h n i c i a n s( No . 3 5 )现代焊接( 三十五)技师培训编者按：虽然风云变幻的2 0 0 8 年已经过去，但由美国次贷危机引发的国际金融危机对实体经济的影响却尚未褪却中小企业在市场调整、产品销售受阻等诸多问题面前疲于奔命，成本压力和销售滞后“如鲠在喉”。

寒冬”之下，一些企业纷纷减产、裁员甚至关闭； 一些企业却加强内部培训，强练“内功”，在这个冬天积聚突破的能量其实，优秀的企业都在储备人才，留住人才，培养人才，以确保工作的持续性和后续性而本栏目长期推出的“现代焊接技师培训”内容，正是用丰富、全面的实际焊接经验为奋战在生产第一线的焊接工作者提供一个良好的学习机会，最终为企业培养出杰出的焊接人才相信，企业只要做好人才储备等准备工作，必能抵御住“寒”，开启新的希望连载严现代焊接 2 0 0 9 年第6 期 总第7 8 期J -6 3人才培训T a l e n t s T r a i n i n g过程具有能量密度高、热输入速度快以及沿整个摩擦焊表面同步均匀加热等特点，故焊接变形较小在保证焊接设备具有足够大的刚度、焊件装配定位精确以及严格控制焊接参数的条件下，焊件尺寸精度较高摩擦焊的生产效率要比其他焊接方法高1 ~ 1 0 0 倍，非常适合于大批量的生产若配备自动上下料及焊前、焊后辅助工序的机械化装置，生产效率会进一步提高摩擦焊是一种很经济的工艺过程,可以连接两种不同的材料金属，因此采用摩擦焊可以减少工序，降低原材料及组件的制作成本，特别是对特殊用途的焊接，尤其对于焊接困难的金属来说，小批量生产也很经济，零件的单价会很低。

摩擦焊不需要特殊的焊接电源，所需能量仅为传统焊接工艺的2 0 %，亦不需要填加其他消耗材料，如焊条、焊剂、电极、保护气体等，工件焊接余量小，焊前无须特殊处理，与电弧焊相比，成本可降低3 0 %，因此是一种节能、低耗的焊接工艺摩擦焊操作简单，易于维护，容易实现机械化和自动化；焊接过程中不产生火花、飞溅、烟雾、弧光、高频和有害气体等污染源，是一种清洁环保的生产工艺总之，摩擦焊是一种优质、高效、低耗、无污染的先进焊接制造工艺，在航空、航天、核能、海洋开发等高科技领域及电力、机械制造、石油钻探、汽车制造等产业部门得到了广泛2 1 4 . 5 高效2 1 4 . 6 经济、低耗2 1 4 . 7 操作简单、环保的应用通过与计算机、信息处理、软件、自动控制、过程模拟、虚拟制造等高技术的紧密结合，摩擦焊正以高新技术面貌展现在人们面前摩擦焊设备通常由主机系统、液压系统、控制系统及辅助装置组成主机系统（含主轴箱、旋转与移动夹具、滑动平台、施力油缸与床身）是摩擦焊机的主体，其作用是通过旋转夹具与移动夹具向焊件提供工艺规定的转速、扭矩、摩擦压力及顶锻压力，保证焊件的尺寸精度，实现滑台快进、快退、工进等辅助运动，它是焊机系统的执行机构。

液压系统的作用是提供焊机各动作机构（主轴离合器、制动器、旋转夹具、移动夹具）和施力系统（施力油缸）的液压动力源，以保证主轴旋转及滑台运动部件的充分润滑，主要包括液压电动机、液压泵、油箱以及各种方向、压力和流量控制阀所组成的液压控制回路控制系统根据其控制对象可分为强电控制系统与弱电控制系统强电控制系统主要是通过空气开关、离合器、Y －△转换器等对驱动电动机、液压系统电动机等强电部分进行控制弱电控制系统则是根据设定的焊接程序以焊接过程中的触发信号，通过控制液压系统的电磁阀与强电系统的离合器，实现焊接信号的顺序控制与模拟量控制根据控制目标要求及控制功能的强弱，弱电控制系统可以有继电器控制系统、可编程控制系统、单片机测控系统、工业计算机测控系统2 1 5 摩擦焊设备的基本组成如何？以及P L C + 工业计算机（或单片机）双级测控系统等几种形式摩擦焊机的辅助装置可以根据焊接过程中自动化的需要程度，配备一些自动送料、卸料和自动切除飞边、机上淬火的装置摩擦焊机可根据焊件的材质、断面形状和尺寸、设备特点、生产批量等加以选择目前，国内外主要使用连续驱动和惯性这两种类型的摩擦焊机国内连续驱动摩擦焊机应用最广，约占全部摩擦焊机的9 0 %以上；惯性摩擦焊机主要用于大断面工件、异种金属和特殊部件的焊接。

普通连续摩擦焊机适用于焊接圆形断面的工件工件断面较大时，可选用中大型焊机；断面较小时，可选用小型或微型焊机专用焊机自动化程度和生产率高，可用于大批量生产国内现有各种型号绝大部分是连续驱动摩擦焊机国内生产摩擦焊机的厂家主要为长春焊机制造厂，自1 9 7 9年以来，生产摩擦焊机已有2 1 种6 0 0 余台其他一些制造厂、研究所根据自身生产和研究需要自制了一些摩擦焊机除通用摩擦焊机外，国内还生产各种专用摩擦焊机，如石油钻杆摩擦焊机、潜水泵转轴摩擦焊机、止推轴瓦全自动摩擦焊机、内燃机排气阀全自动摩擦焊机、内燃机增压器涡轮轴摩擦焊机、麻花钻头摩擦焊机等此外，在我国兵器工业第五九研究所里有国内第一台能够实现径向、轴向的惯性、连续驱动摩擦焊等多种工艺焊2 1 6 如何选用摩擦焊机？J -2 0 0 9 年第6 期 总第7 8 期6 4现代焊接人才培训T a l e n t s T r a i n i n g接的C T - 2 5 特种摩擦焊机其具体技术参数如表9 5 所示部分国产焊机的技术参数如表9 6 所示摩擦焊的主要应用范围如下：2 1 7 . 1 代表其他制造方法凡是接头部分具有紧凑回转断面，几乎都可以采用摩擦焊方法。

可以用摩擦焊代替锻造、铸造和部分机械加工充分利用轧制的棒料和管料，简化和减少锻件的数量，减少切削加工余量2 1 7 . 2 可以焊接大多数同种或异种金属，大量生产异种金属零件，节约贵重金属和钢材，制造具有复合性能的产品；还可以焊接塑料和其他非金属产品多年来，摩擦焊以其优质、高效、节能、环保以及通用性很强等特点，在航空航天、核能、兵器、电子、海洋开发等高新技术以及机械制造、液压、汽车、拖拉机、石油、工具等传统产业部门得到了越来越广泛的应用如在航空航天领域，为了使高精密的飞机和航空零件能承受高温，必须采用超耐热合金、双金属、不锈钢及铝来制造这些零件这些材料非常难或不可能用常规的焊接方法焊接，但可采用摩擦焊技术来焊接以美国2 1 7 摩擦焊的应用领域是什么？其典型产品有哪些？G E 公司为代表，在军用航空发动机转子部件（盘+ 盘、盘+ 轴）制造中，率先成功地采用惯性摩擦焊技术国外一些先进的航空发动机制造公司也已将摩擦焊作为焊接高推重比航空发动机转子部件的主导、典型和标准的工艺方法目前，采用摩擦焊的航空航天零件包括发动机部件、风扇轴、连身齿轮、起落架部件、双金属铆钉、铝热管等在汽车工业中，许多有关安全及操作的部件都已采用摩擦焊接。

据不完全统计，美国、德国、日本等工业发达国家的一些著名汽车制造公司，如福特、宝马、R o v e r 、菲亚特、通用、标志、雪铁龙、奔驰等百余种汽车零配件采用了摩擦焊技术典型的组件有涡轮增压器、传动轴、起动机小齿轮组件、变速器、后桥、发动机双金属排气阀、千斤顶、等速万向节、启动制动用凸轮轴、连轴齿轮等此外，摩擦焊在工程机械中可用于液压缸、活塞杆、水泵、法兰与法兰体、切削刀具、机床主轴等的连接；在石化工业用于普通碳素钢与耐蚀合金的焊接、钻头与钻杆焊接等；在电力行业用于制作铜铝过渡接头图1 7 8 为摩擦焊的典型产品1 9 9 1 年，英国焊接研究所（T h e2 1 8 搅拌摩擦焊由谁发明的？其突出优点是什么？表9 6 部分国产摩擦焊机技术参数焊机型号和名称主轴电机功率/ k W1 04 1 01 8 01 55 5 3 . 73 . 7 1 21 6 3 03 4 8 11 1 0 1 4 61 4 0 3 3主轴转速/（r / m i n ）3 0 0 02 0 0 0 1 6 0 ~ 1 0 3 05 3 09 7 08 0 0 6 0 0 05 0 0 0 3 0 0 02 5 0 0 2 0 0 01 3 5 0 5 7 58 5 0 5 8 01 5 0 0 / 7 5 0 5 0 0 0 可调最大轴向压力/ k N3 8 . 25 0 2 0 01 2 0 01 5 01 2 0 0 51 0 2 54 0 2 0 02 5 0 6 3 08 0 0 1 2 0 04 5 0 2 0工件直径/ m m6 ~ 2 09 2 （ 旋转端） 7 9 （ 固定端）1 0 . 4 6 ~ 3 51 4 1-3 0 ~ 8 0 4 ~ 6 . 56 . 5 ~ 1 0 5 ~ 1 08 ~ 1 4 1 2 ~ 3 41 8 ~ 4 0 6 0 ~ 1 1 44 0 ~ 7 5 5 0 ~ 8 52 0 ~ 7 0 8 ~ 2 0L M H 4 型内燃机排气阀全自动摩擦焊机汽车排气门自动摩擦焊机H S －M 8 型铝－铜低温摩擦焊机 石油钻杆摩擦焊机H S M Z －1 5 型相位摩擦焊机 大型圆柄切削刀具摩擦焊机C －0 . 5 C －1C －2 . 5 C －4C －2 0 C －2 5 A - 3C －6 3 G C －8 0C －1 2 0 C R S 4 5 （P O S ）相位焊C G －6 . 3 惯性摩擦焊机备注上海练塘机床厂T Z H 1 0 2 型轴瓦摩擦焊机I 型锅炉省煤器蛇形管摩擦焊机3 01 71 0 0 01 4 3 01 51 0 0长春焊机制造厂上海机电设计院哈尔滨锅炉厂和哈尔滨焊接研究所3 2哈尔滨焊接研究所哈尔滨量具刃具厂数据 3 05 0 0 0 惯性焊 2 0 0 0 连续焊2 5 0 1 6 ~ 6 01 2 0 0 连续摩擦焊 1 5 0 08项目 主电动机功率/ k W轴向顶锻压力/ k N 焊接工件直径/ m m焊接面积（碳钢）/ m m 焊接工件的最大长度/ m m整机质量/ t2转速（。