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搅拌摩擦焊原理及常用术语

2022-11-08 13:59:00

搅拌摩擦焊是指利用高速焊具与工件之间的摩擦产生热量,使焊接材料局部塑性。当焊具沿焊接界面向前移动时,塑性材料在焊具旋转摩擦的影响下从焊具的前部流向后部,在焊具的挤压下产生致密的固相焊缝。

常用术语解释

(1)前行侧(AdvancingSide,AS)和后退侧(RetreatingSide,RS):以搅拌摩擦焊缝中心为边界,焊缝分为两侧,由焊具的旋转方向和前进方向决定。在焊缝的前侧,焊具的旋转方向与焊具的前进方向一致;但在焊缝的后退侧,焊具的旋转方向与焊具的前进方向相反。功能:有些材料向前流动,有些材料向后流动,这一侧混合较大;但是后退侧的材料只是向后流动,有些材料进入前方。焊具前上部的熔融金属主要向下流动,焊具前下部的熔融金属主要沿着焊具从后退侧向前流动;焊具后部上层的熔融金属有向前向上流动的趋势,焊具周围下端的熔融金属向下向后流动。

(2)焊具或搅拌头(WeldingTool):用于搅拌摩擦焊接的特殊焊接工具称为搅拌摩擦焊具,简称焊具或搅拌头。搅拌摩擦焊具由针头制成。(Pin)和肩膀(Shoulder)组成,又称搅拌针和轴肩。功能:轴肩-通过摩擦提供焊接区材料熔化所需的热能。轴肩顶部形状为凹形,可保证下部软化材料在焊接过程中受到向内作用力和聚集,防止塑性材料从焊接区溢出,填充搅拌针后方形成的内壁,保证焊缝良好成形。搅拌针-除了通过摩擦提供焊接所需的部分热量外,一般机械破坏待焊母材原有的对接面,使周围区域搅拌强烈,导致对接面及其周围材料充分混合,产生变形特性大的焊核,由小等轴晶粒组成。

(3)焊核区(WeldNuggetZone,WNZ):焊接中心部分称为焊接区,在焊接工具的强搅拌摩擦作用下发生明显的塑性变形和完全动态再结晶,产生小等轴晶粒的微观组织。

(4)热影响区(Thermal-MechanicallyAffectedZone,TMAZ):邻近WNZ外围区域为TMAZ,塑性变形和部分再结晶发生在焊具的热影响下,产生由弯曲和拉长晶体组成的微观组织。

(5)热影响区(HeatAffectedZone,HAZ):TMAZ其他部分区域为HAZ,没有焊具的机械搅拌,只有晶粒在摩擦热的作用下生长,产生较厚的微观组织。

搅拌摩擦焊原理及常用术语

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