| 单词 | 摩擦焊 |
| 释义 | 【摩擦焊】 拼译：frietion welding 1957年初摩擦生热真正用于焊接。前苏联邱吉柯夫(чГOзиКOB)在切削加工过程中，发现有粘刀现象，进而利用这种现象发展出一种新的焊接方法。该方法很快传到捷克斯洛伐克等国家。与此同时，中国冶金部建筑研究总院马景云也研究成功摩擦焊。 摩擦焊问世以后的初级阶段，有些人认为电阻焊(接触焊)已发展到较理想程度，摩擦焊与电阻焊相比很难有远大的前景。后来摩擦焊在发展过程中逐步显示出优越性。与接触焊相对比，摩擦焊的主要优点是：1．焊接质量高，不出现闪光焊“灰斑”缺陷，使废品率大为降低。锅炉省煤器蛇形管用闪光焊时废品率高达10%。而且摩擦焊只有1‰，英国70万件汽车齿轮变速杆及200多万件汽车轴套用摩擦焊均无废品。2．适于焊接非导电材料和异种金属材料。尤其是用电阻焊无法进行的塑料制品、陶瓷制品摩擦焊，能焊物理化学性能差异很大的材料。3．焊接效率高。焊锅炉蛇形管劳动生产率为20件／h；英国用双头焊机代替闪光焊使劳动生产率提高5倍；德国用双头自动摩擦焊机每小时能焊800件；比利时高达1200件／h。4．焊机耗电少。摩擦焊比电阻焊节约电能5～10倍，为野外作业提供了方便；设备制造费用低，比闪光焊劳动条件好。摩擦焊的主要缺点是不适用于非规则复杂形状工件，最理想的方法是圆形断面对接；对太薄的工件因加压时失稳，也不适用；摩擦焊接头飞边较大，给焊后加工带来一定难度。摩擦焊的方法分为两大类：连续驱动摩擦焊和储能摩擦焊。储能焊不仅节约电能，还使焊机可控变量少、焊接时间短，对材料适应面更广泛，能尽量减少或避免结合面上出现脆性金属间化合物。摩擦焊是压力焊的一种，是热塑状态下的固相扩散结合，液态金属全被挤出接口之外，接头组织细腻，热影响区窄。摩擦焊的主要工艺参数有：转数、功率、焊接压力、顶锻压力、变形量、顶锻速度、时间(包括摩擦、间歇、顶锻时间)。快速制动是摩擦焊机的重要功能之一。尤其是在广泛使用高转数的电机时，快速制动更为重要，要求刹车制动时间最好能接近0．2s，否则将难于保证获得优质焊接接头。摩擦焊的发展过程和研究动向一直围绕着改进设备。初级阶段几乎都是用车床改制的，增加刹车速度，加大止推轴承，逐渐发展提高转数，到后期引入微机进行程控。中国摩擦焊发展速度比较缓慢，在1957～1959年出现过高潮。到70年代末期，随着新型摩擦焊机的出现，焊接质量有了很大的提高，尤其是质量上取胜于电阻焊和闪光焊，摩擦焊的应用才逐步扩大到航空、汽车制造和石油钻杆等重要部件的焊接。1958年冶金部建筑研究院与中国科学院金属研究院所合作，共同研制了铜－铝接头的摩擦焊。同年又与鞍山冶金建筑公司合作，研制成功当时号称世界最大的摩擦焊机，可焊10000mm2圆形工件。与此同时沈阳第二机床厂也制成类似的大型摩擦焊机。1976年大连重型机器厂采用自制的120t压力摩擦焊机、实现了大面积铜－铝焊接，其质量完全满足电力部技术标准，仅电炉一项产品一年就节约6．5t铜，实现了以铝代铜。摩擦焊是压力焊的一种，压力自然成为重要参数，这一参数应当包括压力程序和压强两项内容。初期摩擦焊机都是两极加压程序，即摩擦加压和顶锻加压阶段。1973年日本Yoshiro Araki等提出3级加压程序方案，即摩擦加压生热阶段分为低高2个阶段，经实验证明在中小型摩擦焊机上应用的合理性，很快得到了推广。中国大多数摩擦焊机采用3级加压程序。1980年前苏联H．И．Фомичев等又提出了一种新的3级加压程序。与日本方案恰恰相反，开始加大压强以加速摩擦生热，随后降低压强以减少材料消耗，与前2种方法对比，有一定可取之处，但也带来一些不利因素：主机能量消耗大、床身刚性要求高、夹持力大、轴承寿命短等。80年代中期中国研制出新的四级加压程序摩擦焊机，即将摩擦加压生热阶段分为低－高－低3级程序，然后再顶锻。与此同时前联邦德国KUKA公司也向世界推出了4级加压程序摩擦焊机。KUKA公司也是制造焊接机器人公司，其焊接机可全部实现程序自动化。1985年长春电机厂建成MCH－80型4级加压程序摩擦焊机，采用复合油缸实现了节约能源和调压范围广的目的。由于采用新的4级加压程序，降低主电机功率约30%；焊接时峰值扭矩小，降低了对床身和主轴齿轮箱的刚度要求，延长了轴承使用寿命；材料损耗小；摩擦加热时间缩短约20%，提高了劳动生产率；降低顶锻压力，使设备吨位降低。为了提高焊接质量改进设备，这是近代摩擦焊研究的热点课题，尤其是对摩擦加热过程的控制方法在不断的更新，对异种金属材料的焊接日益扩大。西安交通大学与南京汽车制造厂合作，研究成功摩擦扭矩和摩擦时间控制法(简称Mt控制法)，保证了各种不稳定规范参数下的接头质量。西北工业大学和辽河油田合作，共同进行了大型连续驱动摩擦焊机的微机闭环控制系统的研究，改善了接头质量，降低了废品率。哈尔滨焊接研究所于1974年完成了摩擦焊功率极值控制的研究，继而于1979年又完成了大截面石油钻杆摩擦焊工艺及质量控制研究。在异种材料焊接方面，五二研究所焊接成功大功率柴油机排气阀杆。北京建筑研究总院与顺义制冷设备配件厂合作解决了电冰箱用铝－铜薄壁管的摩擦焊生产难题。针对不同条件，近代又发展出多种特殊方法的摩擦焊：封闭摩擦焊和径向压力焊；低温摩擦焊；钎焊层及特殊介质摩擦焊；直线往复运动摩擦焊；相位配合摩擦焊；摩擦堆焊等。前联邦德国制成世界最大的摩擦焊机，最大顶锻压力2500kN，能焊直径200mm圆型载面，最大管截面达3200mm2。除此之外，还开发出双轴摩擦焊机(同时焊两个接头)、垂直摩擦焊机及带参数监控、自动装卸工件和快速去飞边的专用摩擦焊机。总之，实践证明摩擦焊是经济实用的焊接方法。【参考文献】：1 郑恩贵．焊接，1958，4：1～52 Вавилов A．Ф．u вp．Сварка Трениеш，Машиноетроенче，19643 Yoshiro Araki．11W Doc．4 Фомичев Н П uвр．сварочноe ироцзвовстВо，1980，9：18～195 宁斐章，才荫先．摩撩焊，北京：机械工业出版社，19836 杨帅民．第5届全国焊接学术会议论文选集，1986，53(大连铁道学院郑恩贵撰) |
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