摩擦焊的原理:摩擦焊是以机械能为能源的固相焊接。
利用工件端面相互摩擦产生的热量使之达到塑性状态,然后顶锻完成焊接的方法。
车削工件时切屑往往牢牢地粘在刀头上,轴与轴瓦之间润滑不良时也会产生局部焊合,摩擦焊就是从这些现象出发而发明的。
摩擦焊可分为连续驱动摩擦焊和惯性摩擦焊两种。
摩擦焊时,热量集中在接合面处,因此热影响区窄。
两表面间须施加压力,多数情况是在加热终止时增大压力,使热钛金属受顶锻而结合,一般结合面并不熔化。
摩擦焊生产率较高,原理上几乎所有能进行热锻的金属都能用摩擦焊焊接。
摩擦焊还可用于异种金属的焊接。
主要适用于横断面为圆形的工件,最大直径100mm。
1.实现了钻杆的最佳组合,杆体与接头可为不同材质,提高了热处理优化性能;
2.接头具有较高的机械性能、耐磨性能,比其它形式钻杆使用寿命长;
3.重量轻,柔韧性好;
4.可以对钻杆内部钻液通道进行设计,其中螺纹接探头内孔通道的设计可以充分考虑减少通过时的液压损失,特别市减少螺纹连接头部分造成的损失,能提高钻液系统的工作效率;
5.随着焊接设备、焊接工艺和技术的提高以及热处理技术提高,摩擦焊焊接的连接强度已高于母材本身的强度;
6.对摩擦焊钻杆的杆体墩粗后进行整体调质热处理,其抗弯能力、柔韧性大大提高。
摩擦焊的技术原理:
1.焊前,待焊的一对工件中,一件夹持于旋转夹具,称为旋转工件,另一件夹持于移动夹具,称为移动件。
2.焊接时,旋转工件在电机驱动下开始高速旋转,移动工件在轴向力作用下逐步向旋转工件靠拢,两侧工件接触并压紧后,摩擦界面上一些微凸体首先发生粘接与剪切,并产生摩擦热。
随着实际接触面积增大,摩擦扭矩迅速升高,摩擦界面处温度也随之上升,摩擦界面逐渐被一层高温粘塑性金属所覆盖。
3.当摩擦焊接区的温度分布、变形达到一定程度后,开始刹车制动并使轴向力迅速升高到所设定的顶锻压力。
此时轴向缩短量急骤增大,并随着界面温度降低,摩擦压力增大,摩擦扭矩出现第二个峰值,即后峰值扭矩。
在顶锻过程中及顶锻后保压过程中,焊合区金属通过相互扩散与再结晶,使两侧金属牢固焊接在一起,从而完成整个焊接过程。