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    汽车内饰件摩擦焊接
    发布日期:2018-04-12

    基本信息

    摩擦焊接

    把要对接的两个热塑性塑料制品的待接表面相互接触旋转,而使其相继发生摩擦生热,接合面受热熔化,以致在压力下结为整体的一种焊接法。

    摩擦焊接不仅可用于塑料制品焊接,还可以用于钢-钢,钢-铝,铜-铝等不同表面的焊接,而这些是普通焊接很难做到的。摩擦焊接速度很快,每个工件只需要几秒,而普通焊接需要数倍的时间。而且摩擦焊接不产生电焊烟尘和锰、镍等对人体有害的职业病危害因素。摩擦焊接的强度也很大,有时甚至比材料本身的强度还要大,也就是当外力用力拉扯时,首先断裂的是没有焊接的材料本身而不是焊接点。

    摩擦焊接的起源可追溯到公元1891年,当时美国批准了这种焊接方法的第一个专利。该专利是利用摩擦热来连接钢缆。随后德国、英国、前苏联、日本等国家先后开展了摩擦焊接的生产与应用。我国早在1957年就通过封闭加压原理实验成功了铝-铜摩擦焊。经过50多年的发展,摩擦焊接以其优质、精密、高效、节能的特色,在航空、航天、核能、海洋开发等高技术领域及电力、机械制造、石油钻探、汽车制造等产业部门都得到了广泛的应用。

    工作原理

    摩擦焊接是一种锻造焊接过程。在压力作用下,两个管件表面之间发生摩擦,摩擦力产生热量形成焊缝。两个表面之间的相对运动或摩擦要持续进行,直到产生足够的热量为止。之后,停止摩擦,两部分便在足够的作用力下锻接在一起,形成焊缝。在大多数应用场合下,都是对管件圆周或圆柱状零部件进行焊接,相对运动容易产生摩擦。有两种不同的摩擦焊接方式,其不同点是将能量传入该系统的途径不同:有连续驱动方式,或利用储存的惯性能量进行方式。

    传统的摩擦焊方法的不足之处是,对不能旋转的零部件不能够实施焊接。管体可能有18m那么长,为了使摩擦焊接法能够用于管道焊接,开发出一种新的改型。这种新的改型与传统的摩擦焊接方法的主要区别是:在刚性圆环形成过程中,采用不同的填充材料。焊接圆环被放置在两根管子之间,在轴向压力下旋转焊接圆环,即可产生所需要的摩擦力和与之相关的热量。当两部分组件相互接触时,在旋转的焊接圆环与两根管子之间的摩擦便可使接触区的温度升高,直至达到相互锻接的温度为止。在此瞬间,焊接环的旋转很快停止,轴向压力随之升高到最终的锻接压力。锻接压力可借助爆炸力(液动或气动)来施加。

    焊接过程

    摩擦焊接过程包括四个阶段

    1、将焊接工件近焊接环;

    2、使焊接工件与填充环接触,并使焊接环开始旋转;

    3、轴向压力开始上升,从而使温度升高,直至达到锻造温度;

    4、焊接环停止旋转并施以最后的锻造力。

    第二个阶段为干摩擦阶段,此时使焊接组件在最初的低压下开始接触,以清理端面,使之达到预热程度,并在第三个阶段开始之前减小摩擦系数。本阶段需要持续一段时间。因为此时摩擦系数颇大,故需颇大的功率来旋转焊接圆环。

    第三阶段压力开始升高,焊接组件之间的摩擦加大。施焊材料变得脆弱并呈现 - 流淌 - 状态,即形成 - 烧化 - 的现象。材料的 - 熔化 - 使污物从焊缝界面上清除掉。,当预先设置的短管到达限定的位置时,本阶段的工作结束,旋转应尽可能快的停止。

    第四个阶段即最后一个阶段,压力会上升到足以使焊接组件达到能锻接在一起的程度。由于没有热输入,该阶段可对接合件进行附加的机械加工,以促进显微组织的进一步精细化。可借助液压缸或气动锤冲击管端的方式施加锻造压力。本阶段一旦结束,焊接过程便宣告完成,便可将焊接工件立即拆卸。

    优点

    摩擦焊接是一种全自动焊接过程。一旦确定了正确的焊接参数,技工即可操纵焊机工作。其优点可概括如下:

    1、快速、灵活;

    2、焊接过程稳定并且可复验;

    3、焊接质量优异,不必依赖熟练焊工;

    4、可将准备工作量降到最低;

    5、无需焊剂或保护气体;

    6、对环境有利,不会产生焊接烟气或其它气体。

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