根据ManufacturingTalk.com上列出的领先行业消息来源，摩擦焊接已被广泛接受为一种具有竞争力和有效的工艺，是一种有效的，已被证明是复杂锻造和CO的替代方案2/熔焊和闪光对接/电阻焊接技术。特别是在液压行业，大多数主要制造商使用摩擦焊接生产活塞杆，包括市场领导者，如英国的JCB™和美国的卡特彼勒™土方移动设备生产线。app亚博体育尽管JCB™和卡特彼勒™生产他们自己的摩擦焊接活塞杆，他们都获得美国摩擦焊接作为第二级供应商的援助。
今天的液压缸制造商面临着严峻的交货计划、材料强度要求和成本节约的挑战。这些挑战为摩擦焊接技术的应用及其在液压活塞杆制造中的优势提供了更多的肯定。下面的文章解释了摩擦焊接的过程，摩擦焊接的冶金完整性，并详细说明了为什么这种经过验证的生产方法对液压活塞杆是有益的。
摩擦焊接工艺
虽然术语“焊接”被用于定义摩擦焊接过程，但它与传统焊接没有相似之处，因为不涉及填充材料。相反，两个部件以受控的转速摩擦在一起，产生摩擦和热量，使两个部件达到塑性状态，并一起锻造形成粘结剂。安全关键部件(如活塞杆)的摩擦焊接涉及使用非常独特的技术，包括最先进的监测控制，利用超声波检测优化重复性和质量控制。
.jpg)
摩擦焊接过程的各个阶段
下面的焊接回放图表概述了该过程的原理阶段;零件接触，第一和第二摩擦阶段，最后是最终的锻造阶段。这些关键阶段的细节如下：
.jpg)
部分联系
零件彼此接触，并且部分长度被验证以在预焊接的长度公差范围内。
第一摩擦阶段
主轴开始旋转，零件以每平方英寸焊接面积3000 - 6000磅的力相互挤压。通常情况下，焊接界面的预热在这一点上没有发生材料位移。摩擦持续时间由时间控制。第一摩擦阶段的目的是烧掉焊接界面上的轻油或轻氧化物。
第二摩擦阶段
这个相位控制材料长度损耗的量。大约有2/3的材料发生位移。焊接力为每平方英寸焊接面积6000 - 12000磅。在此摩擦阶段控制材料长度损耗量的三种方法是利用时间、等距离和位置。
通过控制长度损失的时间方法，使用一个简单的计时器来计数机器在第2摩擦压力下的秒数。当达到预先设定的时间，机器进入锻造压力和旋转停止。这种方法不常使用，因为大多数现代设备都添加了玻璃秤。app亚博体育
通过控制两个部件初次接触时的长度损失的恒定距离方法，机器对精确的玻璃刻度进行归零。当达到预定的材料长度损耗量时，机器进入锻造压力，停止旋转。这种方法是最常见的。来料长度必须在公差范围内，否则焊接结果将超出公差。
控制第二次摩擦中长度损失的最后一种方法是位置法。在初始设置期间，两个组件的堆叠是测量和使用精密玻璃秤的机器是用这个测量校准。材料长度损耗从测量值中减去，这个值(或触发位置)输入到机器中。与零件长度无关，当达到触发位置时，机器将进入锻造阶段。这种方法在焊件的总长度上产生了最大的重复性。由于在第二摩擦阶段产生的热量将不一致的部分到部分，它将不能弥补超出规格的组件长度。
建立阶段
摩擦焊接的最后阶段是锻造阶段。主轴被迫停止，两个部件在极端的压力下相互挤压，并允许冷却。通常，大约1/3的材料位移发生在这个阶段。对于在锻造阶段有多少材料被置换没有控制，但它取决于在第二阶段产生的热量和施加的压力。锻造阶段持续时间由时间控制(通常只有5到15秒)，并施加12,000-24,000磅每平方英寸焊接区域的锻造力。
摩擦焊接的冶金完整性
Stork Technimet的冶金工程经理Craig Brown对摩擦焊接接头进行了广泛的分析。与传统焊接接头相比，摩擦焊接接头的热影响区(HAZ)通常更小，宽度也更窄。热影响区(HAZ)的力学性能与母材相似，但取决于焊接时的温度、冷却速率和焊后热处理，这三者都能改变焊缝的性能。如果一切控制得当，焊缝将具有必要的完整性。”
在他2007年6月11日的两根活塞杆的冶金评估报告#0706-20202中，Brown先生评估了两根带有摩擦焊接锻造眼的感应硬化活塞杆。从焊接界面的每个部件中提取拉伸试样，以评估焊接完整性和焊接接头的显微组织。对熔合区进行了显微硬度测量。
他的结论是，通过两个活塞杆的横截面显示，眼睛和杆材料之间有良好的融合，没有证据表明缺乏融合。母材、热影响区和熔合区的显微组织与正确焊接的部件一致，预期的硬度略高于熔合区的邻近热影响区。
摩擦焊接的风险和挑战
棕褐色的成功摩擦焊缝将没有孔隙率，缺乏融合和氧化物夹杂物。如果完成，则不会出现这些。在极少数情况下，人们可能会看到非常细的氧化物，它们分散在关节的中心。主要风险和挑战是焊接接口的温度控制。如果它太冷，材料之间可能存在差的粘合。亚博网站下载如果太热，焊缝可能是脆性的，并且根据合金含量，可能发生裂缝。主要挑战正在评估表面下方的焊缝的质量，这就是超声波检查如此必不可少的原因。
摩擦焊接在活塞杆制造中的好处
及时交货是单件活塞杆的主要问题，因为准备汽缸装配需要大量的加工。从本质上讲，活塞的烧坏可能是可以接受的小棒数量，记住，他们可能需要30%或更多的额外加工时间比摩擦焊接活塞杆。然而，对于更大的数量，毫无疑问，摩擦焊接已经被证明是最具成本效益的。
摩擦焊活塞杆可在焊接前将内螺纹或外螺纹完全加工。在大多数情况下，摩擦焊棒是由20英尺长的感应硬化和镀铬棒材加工而成。在焊接前，眼可以通过简单的钻孔和平铣锻制或从棒材上加工。这种类型的加工可以做得比加工活塞杆从一块板库存由于中断切割，必须处理。
材料强度要求
此外，摩擦焊已被证明是获得全强度粘结最经济的方法，而不是像摩擦焊那样只熔合焊缝的外围，而不是一直熔合到中心。这是一个比传统的棒焊更好的选择，因为摩擦焊接没有孔隙问题，可能导致应力上升(缺口)传播疲劳失效。摩擦焊接感应硬化镀铬棒锻造眼创造了一个接头具有相同的拉伸和屈服性能的母材在整个焊接区域。亚博网站下载
焊接样品的质量控制
在内部质量控制之外，成品部件通过超声波检查是否有空洞或未熔合，或运往认可的实验室进行冶金评估和/或各种机械测试。这可能包括针对特定应用的特定半径的扭转、拉伸和普通弯曲测试。部件的额定负载通常远远超过预期的应用范围。
摩擦焊接和节约成本
基于液压活塞杆的特点，节省了高达15%的成本，并提高了20%的总活塞杆强度。在焊接前对焊条和锻眼进行预加工，不需要特殊的焊接准备，可以减少多达15%的整体加工时间。
概括
尽管摩擦焊接已经存在了50多年，但它仍然是制造业中保存得最好的秘密之一。针对当今液压活塞杆的成本和交付挑战，在不损失强度或结构完整性的情况下，摩擦焊接的能力满足关键需求是注重成本的液压缸制造商或设备OEM的一个重要考虑因素。app亚博体育摩擦焊接是最经济的焊接工艺之一，可提供更高的设计和制造灵活性，优越的强度和显著的成本节省。在几乎所有情况下，采用摩擦焊接技术的决定都能带来巨大的效益。
.jpg)
此信息已采购，从美国摩擦焊接提供的材料中审查和调整。亚博网站下载
欲了解更多信息，请访问美国摩擦焊接．