[发明专利]一种载流惯性轴向摩擦复合焊接方法及其设备

摘要

一种载流惯性轴向摩擦复合焊接方法及其设备，在惯性轴向摩擦焊接过程中，采用无电刷独特的电流加载方法，在摩擦焊接头通入电流而使摩擦界面产生电阻热，该电阻热与摩擦热形成摩擦复合热源，共同对接头加热、摩擦塑变而实现焊接的方法及设备。本方法和设备具有如下的显著效果：1.可以缩短摩擦焊加热时间、提高焊接生产效率；2.降低摩擦压力、降低主轴功率、降低对摩擦焊机容量的特别要求；3.可以采用电阻热对焊缝进行焊后热处理和焊前预热的作用，并改善接头的组织性能；4.本发明特别适用于高熔点、高硬度异种材料、小尺寸、管或棒等回转体接头的摩擦焊接。

主权项

一种载流惯性轴向摩擦复合焊接方法及其设备，在惯性轴向摩擦焊接过程中，在摩擦焊接头通入电流而使摩擦界面产生电阻热，该电阻热与摩擦热形成摩擦复合热源，共同对接头加热、摩擦塑变而实现焊接的方法及设备，其特征在于：让焊接工件与摩擦焊机夹持工件的主轴绝缘，同时让焊机主体与工作台或地面绝缘，采用无电刷的电流加载方法在工件上通以电流，在焊接接头摩擦界面上产生电阻热和摩擦热来共同完成惯性轴向摩擦复合焊接过程；外加电流设备包括被焊工件一(1)、被焊工件二(2)、卡盘一(3)、卡盘二(4)、主轴一(5)、主轴二(6)、焊机主体(7)、绝缘片(8)、绝缘块(9)、导电环扣(10)、电源(11)、电缆线(12)；焊接电流加载方法是将外加电源(11)的正极接在并不旋转的焊机主体(7)上并尽可能靠近被焊工件一(1)和卡盘一(3)的附近区域，将外加电源(11)的负极接在并不旋转的被焊工件二(2)外伸出来的导电片上，被焊工件二(2)的底部设有绝缘片(8)与焊机卡盘二(4)绝缘，焊机主体(7)与地面绝缘；外加电流流经的路线是电源(11)正极→电缆线(12)→导电环扫(10)→焊机主体(7)→主轴一(5)→卡盘一(3)→被焊工件一(1)→被焊工件二(2)→电源(11)负极；焊接工艺参数包括外加电流幅值是接头摩擦界面面积的电流密度平均值为1A/mm2-120A/mm2，外加电流频率为0-500Hz，占空比为35％-100％，摩擦焊主轴转速1800rpm-6000rpm，摩擦压力20Mpa-80Mpa，顶锻压力100Mpa-250Mpa，焊接时间0.5s-4min。