水冷板搅拌摩擦焊

摩擦焊——相位摩擦焊

相位摩擦焊用于六方钢、八方钢、汽车操纵杆等相对位置有要求的工件的焊接，要求工件焊后菱边对齐、方向对正或相位满足要求。实际应用的主要有三种类型：机械同步相位摩擦焊、插销配合摩擦焊和径向摩擦焊。

1.机械同步相位摩擦焊

其主要过程为：焊接之前压紧校正凸轮→夹紧工件→调整两工件相位→对静止主轴制动→松开校正凸轮→焊接开始→……→摩擦结束时，断电并对驱动主轴制动→在主轴接近停止转动前，松开制动器，这时主轴有局部回转的能力→立即压紧校正凸轮，工件间的相位得到保证→顶锻。

2.插销配合摩擦焊

插销配合摩擦焊，水冷板搅拌摩擦焊，其相位确定机构由插销、插销孔和控制系统组成。插销位于尾座主轴上，搅拌摩擦焊，尾座主轴可自由转动，摩擦加热过程中，制动器将其固定。加热过程终结时，制动主轴，当计算机检测到主轴进入最后一转时，碳钢搅拌摩擦焊，给出信号，使插销进入插销孔，与此同时，松开尾座主轴制动器，使尾座主轴能与主轴一起转动。这样，即可保证相位，又可防止插销进入插销孔时引起冲击。

3.同步驱动摩擦焊

为了保证轴管两端旋转轭间的相位关系，两主轴通过齿轮、同步杆和花键作同步旋转，在整个焊接过程中两旋转轭的相位关系一直不变。

搅拌摩擦焊的插入实验

“插入试验”的数字化模拟要求输入的参数为 :搅拌头的旋转速度、插入速率、输入功率和搅拌头附近形成的塑化区域的大小 ;典型的计算输出包括试验材料和搅拌头的温度分布曲线 ，搅拌头内的瞬时温度 ，旋转搅拌头的临近区域的适时温度 ，速度分布曲线和材料的粘性。与 Al6061 - T6 铝合金母材凝固温度相对应的旋转搅拌头外圆半径位置所得到的计算峰值温度为580 ℃。 图 2 示出了“插入试验”中 Al6061 铝合金得到的搅拌头的旋转速度和材料相对粘性值的关系 ，当旋转速度从 900 r/ min 增加到 1 500 r/ min 时 ，材料的相对粘性值在减小 ;这证明了材料粘性和剪切率的相关。 图 3 中的结果也与流体机理相符合 ，即当旋转的圆柱体在静止圆柱体中向对运动时会产生流变[4 ] 。

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