摩擦焊接是利用焊接接觸端面相對(duì)運(yùn)動(dòng)中相互摩擦所產(chǎn)生的熱，使端部達(dá)到熱塑性狀態(tài)，然后迅速頂鍛，完成焊接的一種壓焊方法。國(guó)內(nèi)摩擦焊接的種類(lèi)有：攪拌摩擦焊接和震動(dòng)摩擦焊接。

應(yīng)用

摩擦焊接是一種鍛造焊接過(guò)程。在壓力作用下，兩個(gè)管件表面之間發(fā)生摩擦，摩擦力產(chǎn)生熱量形成焊縫。兩個(gè)表面之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)或摩擦要持續(xù)進(jìn)行，直到產(chǎn)生足夠的熱量為止。之后，停止摩擦，兩部分便在足夠的作用力下鍛接在一起，形成焊縫。在大多數(shù)應(yīng)用場(chǎng)合下，都是對(duì)管件圓周或圓柱狀零部件進(jìn)行焊接，相對(duì)運(yùn)動(dòng)容易產(chǎn)生摩擦。有兩種不同的摩擦焊接方式，其不同點(diǎn)是將能量傳入該系統(tǒng)的途徑不同：有連續(xù)驅(qū)動(dòng)方式，或利用儲(chǔ)存的慣性能量進(jìn)行方式。

摩擦焊接不僅可用于塑料制品焊接，還可以用于不銹鋼－不銹鋼，不銹鋼－鋁，銅－鋁等不同表面的焊接，而這些是普通焊接很難做到的。摩擦焊接速度很快，每個(gè)工件只需要幾秒，而普通焊接需要數(shù)倍的時(shí)間。而且摩擦焊接不產(chǎn)生電焊煙塵和錳、鎳等對(duì)人體有害的職業(yè)病危害因素。摩擦焊接的強(qiáng)度也很大，有時(shí)甚至比材料本身的強(qiáng)度還要大，也就是當(dāng)外力用力拉扯時(shí)，首先斷裂的是沒(méi)有焊接的材料本身而不是焊接點(diǎn)。

歷史

摩擦焊接的起源可追溯到公元1891年，當(dāng)時(shí)美國(guó)批準(zhǔn)了這種焊接方法的第一個(gè)專利。該專利是利用摩擦熱來(lái)連接鋼纜。隨后德國(guó)、英國(guó)、前蘇聯(lián)、日本等國(guó)家先后開(kāi)展了摩擦焊接的生產(chǎn)與應(yīng)用。我國(guó)早在1957年就通過(guò)封閉加壓原理實(shí)驗(yàn)成功了鋁－銅摩擦焊。經(jīng)過(guò)50多年的發(fā)展，摩擦焊接以其優(yōu)質(zhì)、精密、高效、節(jié)能的特色，在航空、航天、核能、海洋開(kāi)發(fā)等高技術(shù)領(lǐng)域及電力、機(jī)械制造、石油鉆探、汽車(chē)制造等產(chǎn)業(yè)部門(mén)都得到了廣泛的應(yīng)用。

發(fā)展

傳統(tǒng)的摩擦焊方法的不足之處是，對(duì)不能旋轉(zhuǎn)的零部件不能夠?qū)嵤┖附印９荏w可能有18m那么長(zhǎng)，為了使摩擦焊接法能夠用于管道焊接，開(kāi)發(fā)出一種新的改型。這種新的改型與傳統(tǒng)的摩擦焊接方法的主要區(qū)別是：在剛性圓環(huán)形成過(guò)程中，采用不同的填充材料。焊接圓環(huán)被放置在兩根管子之間，在軸向壓力下旋轉(zhuǎn)焊接圓環(huán)，即可產(chǎn)生所需要的摩擦力和與之相關(guān)的熱量。當(dāng)兩部分組件相互接觸時(shí)，在旋轉(zhuǎn)的焊接圓環(huán)與兩根管子之間的摩擦便可使接觸區(qū)的溫度升高，直至達(dá)到相互鍛接的溫度為止。在此瞬間，焊接環(huán)的旋轉(zhuǎn)很快停止，軸向壓力隨之升高到最終的鍛接壓力。鍛接壓力可借助爆炸力（液動(dòng)或氣動(dòng)）來(lái)施加。

使用過(guò)程

摩擦焊接過(guò)程包括四個(gè)階段

1、將焊接工件近焊接環(huán)；

2、使焊接工件與填充環(huán)接觸，并使焊接環(huán)開(kāi)始旋轉(zhuǎn)；

3、軸向壓力開(kāi)始上升，從而使溫度升高，直至達(dá)到鍛造溫度；

4、焊接環(huán)停止旋轉(zhuǎn)并施以最后的鍛造力。

其中，第二個(gè)階段為干摩擦階段，此時(shí)使焊接組件在最初的低壓下開(kāi)始接觸，以清理端面，使之達(dá)到預(yù)熱程度，并在第三個(gè)階段開(kāi)始之前減小摩擦系數(shù)。本階段需要持續(xù)一段時(shí)間。因?yàn)榇藭r(shí)摩擦系數(shù)頗大，故需頗大的功率來(lái)旋轉(zhuǎn)焊接圓環(huán)。

第三階段壓力開(kāi)始升高，焊接組件之間的摩擦加大。施焊材料變得脆弱并呈現(xiàn) - 流淌 - 狀態(tài)，即形成 - 燒化 - 的現(xiàn)象。材料的 - 熔化 - 使污物從焊縫界面上清除掉。，當(dāng)預(yù)先設(shè)置的短管到達(dá)限定的位置時(shí)，本階段的工作結(jié)束，旋轉(zhuǎn)應(yīng)盡可能快的停止。

第四個(gè)階段即最后一個(gè)階段，壓力會(huì)上升到足以使焊接組件達(dá)到能鍛接在一起的程度。由于沒(méi)有熱輸入，該階段可對(duì)接合件進(jìn)行附加的機(jī)械加工，以促進(jìn)顯微組織的進(jìn)一步精細(xì)化。可借助液壓缸或氣動(dòng)錘沖擊管端的方式施加鍛造壓力。本階段一旦結(jié)束，焊接過(guò)程便宣告完成，便可將焊接工件立即拆卸。

摩擦焊接產(chǎn)品的檢測(cè)

常用的摩擦焊接樣品破壞性檢測(cè)項(xiàng)包括：彎曲、拉伸、抗壓、金相組織、抗疲勞、硬度、彎曲、剪切、顯微攝影等

常用的摩擦焊接樣品非破壞性檢測(cè)項(xiàng)包括：超聲波探傷、滲透、泄漏試驗(yàn)、目視檢測(cè)、表面蝕刻、壓力測(cè)試、硬度、尺寸等項(xiàng)目。