攪拌摩擦焊對紫銅板的對接

發(fā)布日期:2011-11-25    蘭生客服中心    瀏覽:2210

        蘭生數(shù)控機(jī)床銷售公司的攪拌摩擦焊設(shè)備成功實現(xiàn)了3mm的紫銅板對接(如圖1所示)。
        攪拌摩擦焊為固相連接方法,采用該方法實現(xiàn)銅連接避免了熔焊方法的諸多缺陷和不足。焊縫外觀均勻光滑,無缺陷,相對于熔焊焊接變形極。ㄈ鐖D2所示)。焊接操作簡單,焊前只需丙酮等有機(jī)溶劑去除結(jié)合面油脂,無需開坡口去除氧化膜;焊后無需去除余高,提高了生產(chǎn)效率。焊接過程能耗小,無需填充材料,焊接成本低。
圖1 焊接過程
圖2 攪拌摩擦焊焊接紫銅板全貌 
        采用攪拌摩擦焊技術(shù)焊接紫銅接頭的變形程度、殘余應(yīng)力和接頭強(qiáng)度均優(yōu)于熔焊方法。 
        此外,還成功實現(xiàn)了黃銅板的攪拌摩擦焊對接,如圖3所示。
圖3 攪拌摩擦焊焊接黃銅板全貌 
        銅是與人類關(guān)系非常密切的有色金屬,廣泛地應(yīng)用于電氣、輕工、機(jī)械制造、建筑工業(yè)、國防工業(yè)等領(lǐng)域,在我國有色金屬材料的消費(fèi)量排名中僅次于鋁。如化學(xué)工業(yè)中用于制造真空器、蒸餾鍋、釀造鍋等,在國防工業(yè)中用以制造炮彈、槍炮零件等。由于銅具有良好的耐蝕性,在石化工業(yè)中大量用于制造接觸腐蝕性介質(zhì)的各種容器、管道系統(tǒng)、過濾器、泵和閥門等器件。此外,還利用它的導(dǎo)熱性,制造各種蒸發(fā)器、熱交換器和冷凝器。亞里安那5號火箭的燃燒室內(nèi)襯用的也是銅銀合金,在這個襯筒內(nèi)加工出360個冷卻通道,火箭發(fā)射時通入液態(tài)氫進(jìn)行冷卻。在電機(jī)制造中同樣存在大量的紫銅-紫銅的接頭,如端環(huán)與導(dǎo)條的接頭、阻尼環(huán)與阻尼桿的接頭。
        銅的廣泛應(yīng)用必然涉及到銅的焊接問題,銅及其合金在古代以釬焊和鍛焊較多,現(xiàn)在則是熔焊占據(jù)主要地位。但是,銅的焊接存在許多問題。
        由于銅的熔點高,且導(dǎo)熱性能優(yōu)異,熔焊時母材金屬很難熔化,填充金屬與母材也難以很好的融合,易產(chǎn)生未焊透現(xiàn)象;且焊后晶粒嚴(yán)重長大,使接頭的強(qiáng)度和塑性大大降低;雜質(zhì)元素的摻入也使接頭的導(dǎo)電性下降;由于銅的線膨脹系數(shù)和收縮率比較大,焊后變形嚴(yán)重、外觀成型很差,殘余應(yīng)力較大;此外,雜質(zhì)的存在很容易在焊縫中生成低熔共晶,接頭的熱裂傾向也較大;由于銅的導(dǎo)熱性能優(yōu)異,焊縫的冷卻速度較快,所以氣孔也是銅的熔化焊接中存在的主要困難之一。總之,采用熔化焊接不僅能耗大,且工藝要求非常苛刻,不易得到綜合性能優(yōu)異的焊縫。 
        采用電阻點焊和縫焊加工時,也同樣會因為銅的熔點較高,且導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能優(yōu)異,會遇到一些類似困難。此外,目前應(yīng)用廣泛的電機(jī)紫銅接頭的連接均采用傳統(tǒng)的銀基釬料釬焊工藝,為此每年要消耗大量的白銀,一個大、中型電機(jī)制造企業(yè)每年用于采購釬料的費(fèi)用在數(shù)十萬元至數(shù)百萬元之間。同時,采用釬焊工藝,不僅釬焊接頭的制備要求高,還難以保證最佳釬焊間隙,而且時常因釬縫缺陷導(dǎo)致接頭脫焊,造成重大經(jīng)濟(jì)損失。
        為解決上述問題,多年來業(yè)內(nèi)人士一直在探索銅及銅合金連接的新技術(shù)。攪拌摩擦焊作為一種新型固相連接技術(shù),具有高效、節(jié)能、無污染、接頭性能優(yōu)良等優(yōu)點,廣泛應(yīng)用于航天、航空、船舶、車輛、電器等行業(yè)。采用攪拌摩擦焊接方法焊接銅及其合金,不需要釬料,也不需要其他的焊接材料就能得到性能優(yōu)良的接頭。
        采用攪拌摩擦焊實現(xiàn)銅連接應(yīng)用前景廣闊,在國外,對銅接頭質(zhì)量要求苛刻的領(lǐng)域,均采已用攪拌摩擦焊方法。對焊接隨著銅及其合金攪拌摩擦焊設(shè)備和工藝的進(jìn)一步完善,攪拌摩擦焊技術(shù)將成為銅及其合金連接的首選方案在該領(lǐng)域廣泛應(yīng)用,有望產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

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