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惯性摩擦焊
发布时间:2021-04-04     作者:   来源:全国科学技术名词审定委员会 ​   分享到:

惯性摩擦焊

inertia friction welding

定义:利用飞轮储存的旋转动能实现的一种旋转摩擦焊。

学科:材料科学技术_材料科学技术基础 _材料合成、制备与加工 _焊接与连接技术

相关名词:摩擦焊 单独驱动 线性摩擦焊

来源:全国科学技术名词审定委员会


【延伸阅读】

1956年,苏联工程师申请了世界上第一个关于摩擦焊接的专利。1965年,世界上最大的工程机械公司——卡特彼勒公司在摩擦焊基础上研发出惯性摩擦焊技术。

运用该技术焊接的工作过程是:将一侧的待焊零件与惯性飞轮一同固定在设备的旋转端,另一侧的零件则被固定在移动端。焊接开始前,旋转端与移动端的零件相互分开,电机驱动旋转端一侧加速旋转。当转速升至设定值时,离合器使电机与旋转端分开,旋转端凭借飞轮的转动惯量继续旋转。此时移动端零件被推向旋转端,两者接触后受顶锻力的作用开始摩擦生热,直至接触面上的材料处于黏塑性状态。生热的同时,两侧零件接触面上的杂质也被磨去,因此焊后不会产生气孔、夹杂等焊接缺陷。当接触面的温度升至最高且达到焊接所需,此时移动端受到更大的顶锻力使两侧接触面相互挤压。在挤压过程中,旋转端很快停止旋转,此时两侧零件紧密接触,材料分子相互扩散并结合成一体,完成焊接。在顶锻过程中,受到高温影响,微观组织发生改变的材料被挤出,形成所谓的飞边。

惯性摩擦焊的焊接用时短、效率高,适合大批量零件的焊接,而且焊接过程不产生有害烟雾及高亮度弧光,对环境及操作者不易产生危害。由于焊接时整个焊接面几乎同时摩擦、同时加热、同时焊接,焊接接头收缩量及残余应力分布较为均匀,焊接接头质量较高。

由于使用惯性摩擦焊时,一侧零件旋转,另一侧零件不旋转,所以该技术通常只用于旋转件(如航空发动机的盘轴、石油钻杆等)的焊接。通用动力、普惠和罗罗公司作为世界航空发动机领域的三大公司,均使用惯性摩擦焊技术对发动机压气机盘进行焊接。我国航空发动机领域也正逐步使用此项技术,以替代传统的螺栓连接来制造新型航空发动机压气机组件。