摩擦焊接的原理是利用两工件接触面间产生的摩擦热作为热源,将焊件接触处局部加热至塑性状态,然后迅速停止运动,并施以顶锻的轴向力,从而把两焊件牢固地连接在一起。具体过程可以分为以下几个阶段:
预热阶段:
两个工件相互接近,摩擦热开始产生。随着工件之间的距离减小,摩擦热逐渐增加,直到达到预热温度。预热温度通常在200-400摄氏度之间,这个温度可以使金属表面熔化,形成焊剂层。
焊接阶段:
当两个工件接近到一定距离时,摩擦热达到足够的高温,使焊剂层熔化。此时,工件之间的压力逐渐增大,使焊剂层在摩擦力的作用下形成焊缝。这个过程会持续到焊接温度达到预定值。
顶锻阶段:
停止摩擦后,在足够的作用力下,两个工件锻接在一起,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。
冷却阶段:
焊接完成后,通常需要对接合件进行冷却,以使其凝固并达到所需的强度。
摩擦焊接不仅适用于热塑性塑料制品的焊接,还可以用于钢、铝、铜等不同材料的焊接,具有优质、精密、高效、节能的特点,并且在航空、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得到了广泛应用。