线性摩擦焊接技术研究进展与展望

徐志庆

青岛安装建设股份有限公司 山东 青岛 266042

引言：线性摩擦焊接相较于传统焊接技术而言,该技术更环保可靠,焊接质量优异,特别就是摩擦焊技术比较低,可靠性强,特别是焊缝锻造组织缺陷也比较的少一些,同时对于一部分方形等都可以很好的克服惯性摩擦,提高焊接质量、水平,另外,该技术是目前解决大型航空发动机整体叶盘焊接难题的主要技术之一。另外,英国在关于线性摩擦焊接技术方面,也取得比较大的成就,并不单单只是应用于航空发动机焊接方面,同时也应用于类似于高精度金属与塑料焊接之中,可提高焊接质量。

一、线性摩擦焊接技术优势

(一)焊接效率较高,材料损耗相对较小。线性摩擦焊接技术是在传统焊接技术基础上,进行创新后而研发出来的新焊接技术,该技术最大的特点便是加工效率比较高,材料的损耗相对的又相对较小,即制造成本相对的比较低廉[1]。主要还是因为线性摩擦焊接技术优化了焊接技术。这也使得该技术可以节省很多的金属生产材料,可大大的提高金属的焊接利用效率,人参与其中的因素,相对的还是比较少,所以可以完全保证焊接质量与效率,同时参数控制也比较的灵活、简单。

诸如：焊接时候可以人为的进行调整,可以设置焊接压力、焊接时间、焊接频率等,所以,该焊接技术的可靠性还是比较高一些的,使焊接技术大幅的减少了,明显的提高了焊接效率。

(二)焊接质量比较高,不容易出现脆化现象。由于线性摩擦焊接技术是采用了自动化焊接技术,使该技术在焊接的过程中不受人为因素影响,故采用该技术来进行焊接可明显的提高焊接技术,同时焊接的过程中不会引起融化、凝固等常见的焊接缺陷的出现,不会出现脆化的情况出现。这主要还是因为加热时间相对比较短暂,热区也比较的狭窄,使材料组织表面不会出现太明显的粗化的情况出现。在焊接类似于各种铝材料或者是钛合金材料的时候,也更显示出该焊接技术独一无二的优越性[2]。

二、线性摩擦原理与接头阻止特点

上世纪六十年代伊始,英国就已经开始着手于线性摩擦焊接技术的研究,其中,Jack Searle在经过研究后就提出了关于采用创新性的非圆形焊接技术方案,该原理一经提出便受到很多技术研究人员高度关注。当然,在那个时期里,该技术还处于停滞阶段,处于研究阶段,直到上世纪八十年代中期,经过多位技术研究人员努力之后非圆形件摩擦焊原理才最终付诸于实践之中,使得该技术能够广泛的应用于不同的领域当中。该技术的振动部分其实就是整个焊接机的核心部分,主要是根据了震动实现所选取的激励方法。目前,线性摩擦技术大致上可分为液压式、机械式、电磁式。具体特点如下：

(一)液压式线性摩擦焊接技术。这种液压式线性摩擦焊接技术应用原理比较简单,主要还是利用伺服阀为移动夹具油缸两侧提供液压油,这便使得工件两边来回往返的进行运动,还有就是轴向加压顶锻。这种技术最大的难点就是工件运动过程中会长不小的热量,于是就会导致材质出现膨胀,继而导致焊接参数发生改变,这就会直接影响到焊接质量,不能令人所满意。

(二)机械式线性摩擦焊接技术。机械式线性摩擦焊机是一种特殊的焊接机,与传统焊接机对比最大不同是该焊接机主要利用旋转式电机来进行工作,再加上将旋转式转换为往复式运动机构,内部构造比较简单,目前欧美一部分国家已经将该技术运用到航空发动机核心部件焊接之中。

(三)电磁式线性摩擦焊接技术。电磁式线性摩擦技术属于一种开放式焊接夹具及往复运动,主要是利用其内部的轴向液压系统进行加压,然后完成相关的焊接。该摩擦焊接技术最大的优点在于可以很好的控制技术参数,提高焊接平稳性、流畅度。但是,这种焊接技术依旧还是有着其自身缺点,最大不足便是依靠电磁铁驱动焊接运动,往往存在力度不足问题。所以,这也使得该焊接机比较局限于塑料等一些导热性相对比较差的材料,如果导热性要求较高的材料,就不适合采用该焊接技术。基于此,焊接技术人员在焊接的过程中应多采取一些方法来做好各项测试工作,同时开展试验之前应加强对材料的了解,如：了解材料的导热性等。

三、线性摩擦焊接技术发展趋势

从上介绍分析可知,线性摩擦焊接技术目前已经广泛的应用各个不同领域当中,对不同生产领域都具有很重要的促进作用,由于我国在这一方面的技术研究总体起步较晚。所以,一直都落后于欧美发达国家。后来,在我国众多技术专家大力研究下该技术还是取得了很大突破,目前我国已经将线性摩擦焊接技术应用于多个不同的领域当中。在今后的五年至十年时间,线性摩擦焊接将在建筑施工领域还将会得到更进一步的推广,尤其是未来的线性摩擦焊接技术会相比以往更加的先进,主要体现在技术更成熟,可提高焊接效率,降低各项焊接成本,环保性更强,必将推进各个行业生产,尤其是建筑行业的建设与发展。