帶不銹鋼襯環(huán)的單面焊接:焊工在外坡口起弧焊接,熔點溫度較高的不銹鋼襯環(huán)迫使內(nèi)透的焊肉完好成形,保證焊縫內(nèi)部的表面成形,單面帶襯環(huán)的焊縫,避免電弧溫度過高熔化不銹鋼襯環(huán),在打磨時也應(yīng)避免打磨到不銹鋼襯環(huán),造成不銹鋼材質(zhì)污染。
在焊接過程中,攪拌針在旋轉(zhuǎn)的同時伸入工件的接縫中,旋轉(zhuǎn)攪拌頭(主要是軸肩)與工件之間的摩擦熱,使焊頭前面的材料發(fā)生強(qiáng)烈塑性變形,然后隨著焊頭的移動,高度塑性變形的材料逐漸沉積在攪拌頭的背后,從而形成攪拌摩擦焊焊縫。攪拌摩擦焊對設(shè)備的要求并不高,基本的要求是焊頭的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動和工件的相對運(yùn)動,即使一臺銑床也可簡單地達(dá)到小型平板對接焊的要求。但焊接設(shè)備及夾具的剛性是極端重要的。攪拌頭一般采用工具鋼制成,焊頭的長度一般比要求焊接的深度稍短。應(yīng)該指出,攪拌摩擦焊縫結(jié)束時在終端留下個匙孔。通常這個匙孔可以切除掉,也可以用其它焊接方法封焊住。針對匙孔問題,已有伸縮式攪拌頭研發(fā)成功,焊后不會留下焊接匙孔。
攪拌摩擦焊也存在一定的缺點:
(1)焊接工件必須剛性固定,反面應(yīng)有底板;
(2)焊接結(jié)束攪拌探頭提出工件時,焊縫端頭形成一個鍵孔,并且難以對焊縫進(jìn)行修補(bǔ);
(3)工具設(shè)計、過程參數(shù)和機(jī)械性能數(shù)據(jù)只在有限的合金范圍內(nèi)可得;
(4)在某種情況下,如特殊領(lǐng)域中要考慮腐蝕性能、殘余應(yīng)力和變形時,性能需進(jìn)一步提高才可實際應(yīng)用;
(5)對板材進(jìn)行單道連接時,焊速不是很高;
(6)攪拌頭的磨損消耗太快等。
攪拌摩擦焊(FrictionStir Welding簡稱FSW)是英國焊接研究所(TWI)于1991年10月提出的發(fā)明專利。攪拌摩擦焊工藝初主要用于解決鋁合金等低熔點材料的焊接,關(guān)于攪拌摩擦焊工藝的特點和應(yīng)用等,TWI進(jìn)行了較多的研究,并于1993年、1995年分別申請了專利。TWI主要是與航空航天、海洋、道路交通、鋁材廠、焊接設(shè)備制造廠等大公司聯(lián)合,以團(tuán)體贊助或合作的形式開發(fā)這種技術(shù),擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。美國的愛迪生焊接研究所(Edisonwelding Institute,簡稱EWI)與TWI密切協(xié)作,也在進(jìn)行FSW工藝的研究。美田的美國洛克希德·馬丁航空航天公司、馬歇爾航天飛行中心、美國海軍研究所、Dartmouth大學(xué)、德克薩斯大學(xué)、阿肯色斯大學(xué)、南卡羅利納大學(xué)、德國的Stuttgart大學(xué)、澳大利亞的Adelaide大學(xué)、澳大利亞焊接研究所等都從不同角度對攪拌摩擦焊進(jìn)行了專門研究。