慣性摩擦焊機(jī)的技術(shù)特點(diǎn)
慣性摩擦焊機(jī)的技術(shù)特點(diǎn)。慣性摩擦焊機(jī)(Inertia Friction Welding, IFW)是摩擦焊工藝中較典型的一種,卡特彼勒公司在20世紀(jì)60年代初發(fā)明了慣性摩擦焊,目前世界上比較有名的慣性摩擦焊設(shè)備制造商為美國MTI公司。慣性摩擦焊通過在待焊材料之間摩擦,產(chǎn)生熱量,在頂鍛力的作用下材料發(fā)生塑性變形與流動(dòng),進(jìn)而連接母材。慣性摩擦焊一般裝有飛輪,飛輪可儲(chǔ)存旋轉(zhuǎn)的動(dòng)能,用以提供工件摩擦?xí)r需要的能量。慣性摩擦焊在焊接前,將工件分別裝入旋轉(zhuǎn)端和滑移端,再將旋轉(zhuǎn)端加速,當(dāng)旋轉(zhuǎn)端轉(zhuǎn)速達(dá)到設(shè)定值時(shí),主軸的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)與旋轉(zhuǎn)端分離。滑移端一般由液壓伺服驅(qū)動(dòng),朝旋轉(zhuǎn)端方向移動(dòng),工件接觸后開始摩擦同時(shí)切斷飛輪的驅(qū)動(dòng)電機(jī)供電;當(dāng)旋轉(zhuǎn)端的轉(zhuǎn)速下降到一定值時(shí),開始對(duì)待焊工件進(jìn)行頂鍛,保持一定時(shí)間后,滑移端退出,焊接過程結(jié)束。在實(shí)際生產(chǎn)中,可通過更換飛輪或組合不同尺寸的飛輪來改變飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,從而改變焊接能量及焊接能力。
工件經(jīng)焊接后,有部分材料會(huì)被擠出焊縫,造成飛邊。一般情況下,焊縫的飛邊應(yīng)被去除。慣性摩擦焊的優(yōu)點(diǎn)是工藝控制參數(shù)少、熱輸入小、變形小、焊縫窄,是少有的真正能達(dá)到6σ質(zhì)量水平(缺率為百萬分之3.4以下)的工藝,尤其適用于焊接異種材料,如粉末合金與高溫合金的焊接。
慣性摩擦焊的缺點(diǎn)在于設(shè)備昂貴,按功率的不同,價(jià)格在200萬~ 800萬美元之間;工裝的設(shè)計(jì)較復(fù)雜,限于焊接旋轉(zhuǎn)體的零件,且對(duì)截面尺寸有限制。
目前國內(nèi)的慣性摩擦焊機(jī)已研究多年,國內(nèi)企業(yè)已研發(fā)生產(chǎn)出技術(shù)成熟的160噸、250噸慣性摩擦焊機(jī)并已廣應(yīng)用與各石油鉆桿生產(chǎn)線,相比較國外而言,國內(nèi)YL-160、YL-250系列慣性摩擦焊機(jī)設(shè)備質(zhì)量可靠,性能穩(wěn)定,各項(xiàng)靜態(tài)及動(dòng)態(tài)參數(shù)指標(biāo)均已達(dá)到國際同類產(chǎn)品先進(jìn)水平。國內(nèi)慣性摩擦焊機(jī)設(shè)備的價(jià)格也大大低于國外同類產(chǎn)品的價(jià)格。