1. 结合多种金属
该工艺能够焊接各种无法通过传统焊接连接的金属。例如,您的应用可能需要(昂贵的)耐腐蚀材料。但是,您的整个组件可能没有必要具有耐腐蚀性。惯性焊接允许您在不需要的地方将耐腐蚀材料与耐腐蚀性较差的材料结合在一起。(当然,惯性焊接也可以结合类似的金属。)
2.减少对昂贵材料的需求
由于减少了昂贵材料的使用量,惯性焊接可以在不影响质量的情况下显著降低成本。
3. 最大限度地减少热影响区 (HAZ)
摩擦焊接 最大程度地减少热影响区。换言之,材料特性受到的影响较小,可获得更清洁的成品(从而缩短生产时间)。
4. 形成牢固、密封的粘合
惯性焊接将材料连接在一起,使横截面的整个表面由两种金属组成。两种金属的机械混合和凝固坚固、密封,没有空隙和孔隙。
惯性摩擦焊接与传统焊接相比的优势
1. 显著缩短周期时间
很难夸大使用摩擦焊接工艺可以显著缩短循环时间。
– 机器控制过程
调节焊接的关键因素(转速、飞轮质量和推力)由机器控制,因此与 MIG 或 TIG 焊接工艺不同,每个产品之间的差异很小(如果有的话)。
– 极高的一致性和可重复性
一旦确定了这些因素(对于经验丰富的焊工来说这是一个快速的过程),就可以快速复制组件,几乎不会中断流程,从而为几乎任何项目创造极高的一致性和可重复性。
– 组件准备工作最少
经过最少准备的锯切表面适用于惯性摩擦焊接工艺,因为塑性金属的位移消除了原始表面条件并排出了焊接区的任何污染物。
– 仅需极少的焊后加工
这 惯性摩擦焊 该技术可生产出近净形状的部件,几乎无需进行后续加工。在某些情况下,可能需要去除接头处的一圈金属溢料。
– 总体周转时间更快
简而言之,与传统焊接或机械加工技术相比,惯性摩擦焊接过程并不需要很长时间。
2. 连接异种金属
通常,两种不同金属(例如不锈钢和铝;铜和钢)的熔点差异很大,导致无法使用传统技术进行焊接,而需要某种机械连接。
惯性摩擦焊接工艺不需要面对的表面熔化,因此当工件塑化、压在一起然后冷却(相邻的未加热金属充当散热器)时,金属形成高完整性的结合,而不会发生材料合金化。
通过为零件选择不同的金属,制造商可以在工件的不需要昂贵金属的部分避免使用昂贵的金属。
这不仅降低了焊接工艺的材料成本,而且由于减轻了较重材料的负担,还可以帮助应用更高效地运行。
3.与传统焊接和数控加工相比成本降低
通过惯性摩擦焊接工艺可以大幅节省人工和材料成本。
– 异种金属可节省成本
如上所述,利用不同金属的能力可以帮助制造商节省材料成本,因为无需在整个组件中使用昂贵的金属。
– 降低材料成本、降低加工成本
该工艺需要的原材料更少,但可达到与其他方法制造的部件相同的疲劳和扭矩阈值。这意味着原材料成本和焊后加工时间(去除多余材料)均有所减少。
– 最少的废料
与使用数控车床制造的零件相比,惯性摩擦焊接几乎不产生材料废料,因此制造商可以购买更少的材料来实现相同的生产量。
– 降低运营费用
通过消除熔焊方法中所需的气体、填充材料和焊剂,可以降低成本。通过降低工具成本和提高生产率,还可以降低加工成本。
4. 焊接完整性高
惯性摩擦焊接是一种固态焊接工艺,不存在气孔或夹渣现象。
摩擦焊接在接触面积上形成 100% 粘合,形成与锻造粘合质量相当的接头。焊接性能优于采用传统熔合工艺(如 MIG 或 TIG 焊接)形成的焊接。
该过程最终产生的接头强度与母材相当甚至更大。
5. 无数量限制
惯性摩擦焊接是一种经济高效的解决方案,适用于正在进行的项目的原型生产、小批量生产或大规模重复生产。
6. 工人安全
消除危险的强光和飞溅的熔融物质显著降低了地板上受伤的风险。
如何最佳地使用惯性摩擦焊接
虽然惯性摩擦焊接是一种非常有用且经济有效的连接金属和其他材料的方法,但它并不适用于所有应用,并且具有一些局限性:
- 材料在高温下必须具有延展性
- 由于结构中存在脆性相(例如石墨、硫化锰、游离铅或碲等材料),因此会产生限制
- 铸铁被排除在可焊接材料名单之外
- 如果青铜和黄铜的铅含量较高(> 0.3%),则不属于该名单。
- 目前焊接部件的角度定位不可行
- 基本接头必须是对接焊缝
- 一般情况下,至少一个部件的接合面必须基本为圆形
阅读本指南以获取更多信息 惯性摩擦焊接的工作原理.
受益于惯性摩擦焊接的应用
1. 滚筒制造
惯性摩擦焊接工艺可降低依赖工业滚筒的制造商的成本和周期时间。
- 压辊:压辊是一种动力辊,用于将两片或多片片材压在一起,形成层压产品。压辊点产生的压力使片材接触,并挤出气泡或水泡。
- 送纸辊:在单张纸印刷机上,送纸辊是一组橡胶轮之一,用于将纸张从堆纸台传送到夹纸器。
- 传热辊:传热辊通过辊外壳下的线圈循环加热或冷却的流体来提供温度控制。流体将辊表面冷却或加热到应用所需的温度。
- 输送机滚筒
- 压力/定影辊
2. 钻井和采矿
阅读 惯性摩擦焊接案例研究 为一家天然气开采行业的公司制造钻杆:
- 石油钻探
- 天然气钻探
- 水井钻探