摩擦焊接的缺陷

摩擦焊接的缺陷（精选7篇）

摩擦焊接的缺陷 第1篇

目前, 锥柄麻花钻、丝锥是我厂的主要产品之一, 在全国同行业中其品种最多, 规格最全。焊接是锥柄麻花钻、丝锥这两种产品生产过程中的关键工序, 焊接的目的是为了节省成本高的高速钢, 所以, 凡是带柄部的刀具通常采用成本低的碳素结构钢作为柄部进行焊接。我公司现在使用的焊接设备是双头摩擦焊接机, 焊接时将两个焊件夹紧, 其中高速钢焊件高速旋转通过摩擦达到一定温度, 又经过工进、顶锻、加压、停车使两个焊件在热塑状态下焊成一体。与其它焊接机相比, 摩擦焊既节省原材料又减轻了劳动力, 还能提高产品质量。但存在摩擦时间不足、工件熔化不充分、顶锻时间不够、顶锻压力小停车不及时等因素会使焊接不牢靠, 产生断裂和局部焊裂等缺陷。若焊接后的工件不及时保温和退火, 可能引起焊缝开裂。为防止这些焊接缺陷的发生, 必须合理地选择工艺参数, 及时保温, 按退火工艺的要求进行退火。

2 焊缝错位

W6Mo5Cr4V2高速钢和45钢焊接错位, 即焊接件的刃部和柄部焊接后, 轴线不重合 (如图1三种情况) 。

焊接错位产生的原因为: (1) 毛坯料的端面有斜面、马蹄形或弯头。 (2) 工件夹具选择不合适。 (3) 设备的精度达不到工艺要求, 造成柄部、刃部的中心线不在同一条直线上。

操作时要合理选择工卡具。毛坯料要达到工艺要求, 设备精度也要达到技术要求, 这样就可以避免产生上述产品缺陷。

3 焊缝的氧化

W6Mo5Cr4V2高速钢和45钢在焊接时, 若有氧化污物残留在焊缝里可使焊缝强度降低和焊接断裂。

氧化物产生的原因为: (1) 主轴转速过高使工件的焊面产生的热量不均匀, 顶锻量不够, 就易产生氧化污物。 (2) 主轴转速过低, 顶锻速度慢, 焊缝长时间处在高温中而引起氧化。

操作时要合理选择主轴转速、顶锻变形量、顶锻速度, 从而避免氧化污物留在焊缝里引起断裂。

4 焊缝残留金属

W6Mo5Cr4V2高速钢和45钢焊接时, 如果顶锻压力小、顶锻速度慢、顶锻量不足, 会使摩擦后的液体金属未能全部挤出而存留在焊缝, 形成了残留金属, 使焊缝强度下降, 焊接件易断裂。

5 焊缝冷却裂纹

冷却裂纹出现在焊缝处的高速钢部分, 呈月牙形。裂纹在焊缝的边缘, 退火前呈淡蓝色, 退火后呈黑色, 这种裂纹经常在冬天里发生。

产生原因为:在焊接后没有按工艺要求及时将焊件保温或者冷却速度太快而引起焊缝开裂。为了避免这种缺陷的发生, 焊件焊接后必须在400°C左右的保温炉里进行保温, 然后按退火工艺说明书进行退火。

6 焊缝热处理裂纹

这种裂纹一般出现在焊缝处的高速钢部分, 也呈月牙形, 与冷却裂纹相似, 校直时有裂纹的经常被压断。

产生的原因为: (1) 热处理淬火加热深度接近焊缝或者超过焊缝, 而焊缝是两种不同的金属, 在冷却过程中能产生较大的组织应力和热应力, 使部分产品产生裂纹。 (2) 如果焊缝淬火而未及时回火, 裂纹产生的机率更大, 焊缝经过酸洗也容易出现裂纹。 (3) 柄部在淬火时, 如果超过工艺要求的淬火深度促使焊缝附近的温度升高, 随着淬火冷却, 焊缝产生了较大应力而形成裂纹。为了防止焊缝淬火裂纹的产生, 这些刀具的刃部淬火不能超焊缝淬火, 柄部盐炉淬火必须快速加热淬火, 如果柄部较短应采用高频淬火, 刃部较短淬火时要经过260℃~280℃等温超焊缝淬火, 但不能酸洗。 (4) 焊缝萘状断口:就是焊接后的焊件没有退火或退火不足, 随后的热处理相当二次淬火, 有时产生萘状断口, 萘状断口脆性很大容易使焊件断裂。

7 焊缝断裂

W6Mo5Cr4V2高速钢和45钢在焊接时, 选择合理的焊接工艺参数是非常重要的。焊接工艺参数选择不当会导致几种情况: (1) 主轴的转速较低时, 焊接件的线速度也低, 摩擦不充分, 焊缝内还有没熔化的成分, 焊接件焊的不牢靠容易断裂。 (2) 摩擦时间短, 摩擦压力不够也会产生断裂。 (3) 顶锻时间不够, 顶锻压力小或变形量小都会产生上述现象, 造成焊件断裂。

操作时应注意选择焊接的工艺参数, 一定要按工艺要求合理选择主轴转速、摩擦时间、摩擦压力、顶锻时间、顶锻压力以及焊接件的变形量, 以免出现上述现象。

8 焊缝心部未焊透

当W6Mo5Cr4V2高速钢和45钢焊接时, 如果摩擦时间短, 就容易产生焊不透的缺陷, 也就是焊件的心部组织没有发生变化, 焊件断面上有摩擦痕迹, 焊缝强度低, 焊件容易断裂。为了保证焊件焊透, 在加工工件时一定要合理选择摩擦时间和其他工艺参数。

9 焊缝边缘焊接不良

当W6Mo5Cr4V2高速钢和45钢焊接时, 如果摩擦速度低, 停车后顶锻加压不及时, 或者停车不及时、顶锻压力不够, 焊接断面上的45钢边缘就会有摩擦划伤痕迹, 心部全部焊透, 这就容易产生焊缝的边缘焊接不良的缺陷, 这类焊缝强度低、易断裂。为了保证焊件质量, 加工时要合理选择摩擦速度、顶锻压力、顶锻时间。

10 焊缝硬度高

W6Mo5Cr4V2高速钢和45钢摩擦焊接后, 要经过退火和调直, 在此过程中有时会产生焊缝边缘硬度高的现象, 造成焊缝车削困难。

产生的原因为: (1) 当焊接错位和弯曲时, 焊缝飞边大, 在调直过程中, 将突出的飞边挤进焊缝处瞬间产生高温, 空气中冷却后使焊缝硬度增高, (2) 当焊缝留量过大的毛坯在调直过程中, 焊缝附近受挤压力最大产生塑性变形, 造成加工硬化层, 使焊缝硬度增高, 车削困难。

改进措施:避免焊接错位和弯曲, 将焊缝飞边和留量保持在工艺要求公差范围内, 从而减小调直滚压力, 对已经形成高硬度的工件, 可再进行一次退火处理。

摘要：W6Mo5Cr4V2高速钢和45钢在摩擦焊接中, 可出现焊缝错位、断裂、氧化等各种缺陷。文中重点介绍了针对不同缺陷的对策和方法。

浅谈铝合金材料的焊接缺陷 第2篇

【关键词】铝合金;裂纹;气孔;微观组织

0.引言

随着铝合金的焊接工艺要求的日益完善，铝合金焊接的性能也在不断的提高，所以通过对铝合金焊接缺陷的研究，逐步提高铝合金的焊接性能，从而促进生产。

1.铝合金的焊接性分析

铝及其合金具有较高的比强度，良好的耐蚀性及导电、导热性，在工业中应用广泛。本文涉及的铝是一种变形铝合金，通过加工硬化，可提高力学性能。铝的化学活泼性强，与空气接触时表面会生成一层致密的A12O3薄膜，鋁及其合金较强的氧化能力也会阻碍金属之间的良好结合，给焊接带来一定的困难。铝合金熔化温度低，薄壁铝合金管焊接时更易熔化，焊缝成形困难，易产生裂纹和气孔等缺陷。

2.铝合金的焊接方法及运枪方法

铝及铝合金的焊接方法主要有MIG焊和TIG焊两种，并且这两种焊接方法能达到不同的工艺要求，之中MIG焊的运枪方法有多种，包括直线式运枪法，小圈式运枪法，直线往返式运枪法和停顿时运枪法。针对不同的工艺要求采取不同的焊接方法和运枪方法。

3.焊接过程中容易产生的缺陷

3.1气孔

经过长时间的实践结果表明，使用纯氩气做保护气体焊接的时候，通过对焊缝接头处断面的微观观察结果显示出现很多的线状气孔；而对使用混合气（He-Ar-N2）做保护气体进行焊接的时候，焊缝接头断面微观结果显示出现的单个的细小气孔甚至无气孔。

3.2裂纹

熔池金属完全凝固之后所形成的焊缝，受到拉应力时，就会表现出较好的强度和塑性，在这一阶段产生裂纹的可能性相对来说较小。因此，当温度高于或者低于它的脆性温度区时，焊缝金属都有较大的抵抗结晶裂纹的能力，具有较小的裂纹倾向。在一般情况下，杂质较少的金属（包括母材和焊接材料），由于脆性温度区间较窄，拉应力在这个区间作用的时间比较短，使得焊缝的总应变量比较小，因此焊接时产生的裂纹倾向较小。如果焊缝中杂质比较多，则脆性温度区间范围比较宽，拉伸应力在这个区间的作用时间比较长，产生裂纹的倾向较大。

4.焊接过程中缺陷的形成原因

4.1气孔的形成原因

高强铝合金用NaOH+HNO3进行表面处理会导致铝合金表面塑性变形层吸氢和形成含水合物的不规则氧化膜,这种不规则氧化膜,对焊缝结合面的任何触摸污染都可造成焊接气孔；空气湿度；对焊缝气孔的产生有很大影响。

4.2裂纹的形成原因

按裂纹产生的温度区间分为热裂纹和冷裂纹，热裂纹是在焊接时高温下产生的，它主要是由晶界上的合金元素偏析或低熔点物质的存在所引起的。根据所焊金属的材料不同，产生热裂纹的形态、温度区间和主要原因也各有不同，热裂纹又可分为结晶裂纹、液化裂纹和多边化裂纹3类。热裂纹中主要产生结晶裂纹，它是在焊缝结晶过程中，在固相线附近，由于凝固金属的收缩，残余液体金属不足不能及时填充，在凝固收缩应力或外力的作用下发生沿晶开裂，这种裂纹主要产生在含杂质较多的碳钢、低合金钢焊缝和某些铝合金；液化裂纹是在热影响区中被加热到高温的晶界凝固时的收缩应力作用下产生的。

5.缺陷的防止措施

5.1气孔的防止措施

铝合金是最容易形成焊缝气孔的金属,本文在焊接工艺试验的基础上,分析了铝合金焊接对气孔的敏感性及焊接工艺方法和保护气体对铝合金焊缝中气孔的影响。结果表明:通过对铝合金基材和焊接材料表面状况、保护气体的纯度、焊接工艺参数等的合理控制,可以有效减少铝合金焊缝中的气孔。鉴于MIG焊的工艺特点,其比TIG焊使铝合金焊缝具有更大的气孔倾向。采用混合气体保护可有效改善非平位铝合金焊缝的质量。

5.2裂纹的防止措施

根据铝合金焊接时产生热裂纹的机理，可以从工艺因素方面进行改进，降低铝合金焊接热裂纹产生的机率。

在工艺因素上，主要是焊接规范、预热、接头形式和焊接顺序，这些方法都是从焊接应力上着手来解决焊接裂纹。焊接工艺参数影响凝固过程的不平衡性和凝固的组织状态，也影响凝固过程中的应变增长速度，因而影响裂纹的产生。热能集中的焊接方法，有利于快速进行焊接过程，可防止形成方向性强的粗大柱状晶，因而可以改善抗裂性。采用小的焊接电流，减慢焊接速度，可减少熔池过热，也有利于改善抗裂性。而焊接速度的提高，促使增大焊接接头的应变速度，而增大热裂的倾向。可见，增大焊接速度和焊接电流，都促使增大裂纹倾向。在铝结构装配、施焊时不使焊缝承受很大的钢性，在工艺上可采取分段焊、预热或适当降低焊接速度等措施。通过预热，可以使得试件相对膨胀量较小，产生焊接应力相应降低，减小了在脆性温度区间的应力；尽量采用开坡口和留小间隙的对接焊，并避免采用十字形接头及不适当的定位、焊接顺序；焊接结束或中断时，应及时填满弧坑，然后再移去热源，否则易引起弧坑裂纹。对于 5000 系合金多层焊的焊接接头，往往由于晶间局部熔化而产生显微裂纹，因此必须控制最后一层焊道焊接时的层间温度。从而减少裂纹的产生的机率。

6.结论

（1）铝合金焊接前必须进行打磨处理，以去除铝合金表面的氧化膜。

（2）厚板焊前必须进行预热处理，用以消除残余水份和消除应力。

（3）焊缝收弧应填满弧坑以防止产生弧坑裂纹。

7.展望

铝合金焊接作为一门专业性很强的技术。在制造业占有很重要的位置，随着社会的发展，焊接技术在不断的更新，焊接的质量和要求也在不断的提高，铝合金的应用平台也在进一步拓宽，在不久的将来铝合金焊接水平一定能上一个新的台阶。

【参考文献】

［１］王炎金.铝合金车体焊接工艺.机械工程出版社.2010.1.

［２］张丁非.铝合金及应用.化学工业出版社.2006.1.

［３］中国新材料产业发展报告.西南铝业（集团）.2005.

水下缝合摩擦焊接试验装置的研制 第3篇

1 缝合摩擦焊原理

首先在被焊金属基体上预钻出一系列直径在9至17厘米的焊孔, 接着将一个个高速旋转的金属棒以一定的进给速度插入这些焊孔中。随着金属棒的进给, 当金属棒到达焊孔底部时, 金属棒与焊孔底部有接触并开始摩擦生热过程, 摩擦所产生的热会使金属棒产生塑性变形, 塑变的金属材料在焊接压力的作用下会不断流动填充焊孔, 同时摩擦接触面快速的从焊孔底部向上移动, 塑变的金属材料与焊孔的内表面紧密结合在一起, 完成一个焊孔的焊接。而由若干个不连续的焊孔搭接缝合形成缝合摩擦焊的焊缝。

2 缝合摩擦焊机械系统

本实验装置主要用于管线钢的焊接, 其机械结构示意图如图1所示, 包括基座、移动工作台、摩擦主轴头以及主轴头的高速旋转装置和轴向移动装置。轴向移动装置由伺服电机、丝杠、滑块和燕尾槽组成, 伺服电机带动丝杠旋转, 与摩擦主轴头连成一体的滑块通过螺旋副与丝杠相连, 将丝杠的旋转运动转换成燕尾槽滑块的上下运动, 从而完成摩擦头的轴向移动。燕尾槽滑道和一般滑道相比运行稳定, 精度较高。轴向最大进给速度适中, 保持焊接装置的稳定性。焊接过程中, 通过摩擦主轴头的微量轴向进给提供焊接压力, 进给量由焊接压力传感器根据采集到的焊接压力实时调节, 保持焊接过程中焊接压力的稳定, 最高焊接压力可达20 k N。摩擦主轴头的高速旋转运动由液压马达控制, 使柱塞头插入焊孔高速旋转进行焊接, 最高转速可达6000 r/min, 承受最大扭矩为50 N.m。待焊工件由夹具固定在工作台上, 工作台通过螺旋副与两丝杠相连, 摇动丝杠手柄, 完成工作台前后、左右移动, 从而可方便地完成工件与摩擦主轴的对中。

3 液压系统

本实验装置摩擦主轴头最高转速要求达到6000 r/min, 最大扭矩50 N.m, 为了满足此焊接要求, 选用柱塞液压马达, 利用液压系统来控制主轴的高速旋转。根据技术要求, 选用A2FM12型柱塞液压马达。马达排量为12 m L/r, 最高转速8000 r/min, 最大流量96 L/min, 当压差为350 bar时, 扭矩为67 N.m, 当压差为400bar时, 扭矩为76 N.m。液压系统原理图如图2所示。用溢流阀4控制液压系统的最高压力, 用液压伺服阀5控制液压马达的启/停和调节主轴转速。本液压系统要求流量大, 压力高, 因此液压泵选择A2F80R2P1型柱塞泵。柱塞泵容积效率高, 漏油现象轻, 可在高压下工作, 大多用于大功率液压系统。液压伺服阀在焊接过程中起到换向和调节流量的作用, 即开启停止液压马达, 调节转速大小的功能。根据技术要求选择4WSE2ED型方向伺服阀, 最高工作压力210/315bar, 最大流量180L/min。

4 电控系统

缝合摩擦焊电控系统原理。以PLC为主控制元件, 采用触摸显示屏为人机界面, 操作简单直观, 反馈的信号可以清晰的反应到界面上。控制信息和焊接参数通过人机界面传递给PLC, 经由PLC处理分析后, 再把信号下传至电控液压阀或者伺服驱动器等执行单元。比如, PLC传递出来的信号通过伺服驱动器控制伺服电机转动, 以此来控制主轴的轴向进给运动。焊接过程中, 数据采集系统通过流量传感器、压力传感器、转速传感器、光栅尺等信息传递元件将电控液压阀的流量大小、液压马达的进出口压力大小、摩擦主轴的转速大小以及轴向移动位移量大小等信号传递给PLC, PLC分析处理后, 进行实时显示与调节, 保证焊接过程的稳定。

人机界面选择NI公司基于图形化语言的Labview进行设计。其设计语言用G编程 (Graphic Programming) 方式, 即各子功能模块的表示形式为图标/连接口, 各模块之间通过连接口彼此联结起来, 互相传送参数, 从而构成一个更大的模块并完成特定的任务。人机界面包括控制按钮部分、参数输入部分和参数显示部分。控制按钮部分包括焊接过程的启动停止、焊接主轴头的垂直上下运动、轴向进给速度的加速减速调整、主轴旋转运动的启停和旋转速度的调整。参数输入部分包括主轴进给速度和旋转速度的输入, 只要在输入框内输入指定的速度, 主轴便可快速调整。参数显示部分包括焊接压力, 主轴进给速度和主轴旋转速度的实时显示, 以供对焊接过程的观察及监控。人机界面简单清晰, 操作方便。

5 结论

(1) 本实验装置的摩擦主轴头最大工作压力可达20k N, 最高转速可达8000r/min, 最大扭矩可达76 N.m, 可用于一般管线钢的缝合摩擦焊。

(2) 利用液压系统控制摩擦主轴头的高速旋转运动, 流量大, 压力高, 焊接过程稳定。

(3) 通过摩擦主轴头的微量轴向进给提供焊接压力, 进给量由焊接压力传感器根据采集到的焊接压力实时调节, 保持焊接过程中焊接压力的稳定。

(4) 人机界面简单清晰, 操作方便, 可对焊接过程进行实时观察与监控。

(5) 配合密封水箱, 可模拟管线钢的水下缝合摩擦焊。

摘要：为了深入研究水下及深水厚壁钢结构裂纹修复新技术——缝合摩擦焊的连接机理及特性, 研制了一种可进行水下焊接的缝合摩擦焊实验装置。实验装置由机械系统、液压系统和电控系统三部分构成。机械系统包括基座、移动工作台、摩擦主轴头以及主轴头的高速旋转装置和轴向移动装置。液压系统为主轴头的高速液压马达提供动力。电控系统采用PLC为主控制器, 通过控制伺服电机和液压伺服阀来分别控制主轴头的轴向进给运动和高速旋转运动, 并提供操作方便的人机界面, 对焊接过程和焊接参数进行实时跟踪和控制。本实验装置为缝合摩擦焊的工艺特性和连接机理研究提供了设备基础。

关键词：缝合摩擦焊,实验装置,机械系统,液压系统,电控

参考文献

[1]高峰, 朱加雷.海底油气管道维修工艺研究现状[J].北京石油化工学院学报, 2012, 20 (3) :57-59.

[2]唐德渝.海洋石油工程水下焊接技术的现状及发展[J].金属加工, 2009, (4) :1-5.

摩擦焊接的缺陷 第4篇

大庆油田有限责任公司第六采油厂机修大队 黑龙江省大庆市 163000

摘要：压力容器在实际生活中有着广泛应用，对化工、医学等行业的正常运作有着重大影响，基于其自身特性，如果焊接质量不高，很容易出现安全事故，因此，保障压力容器的焊接质量至关重要。虽然我国的焊接技术有了较大发展，但是在实际情况中，受人为因素及外部客观因素的影响，焊接过程存在着较多问题，出现了变形、裂纹等现象，在这种情况下，极易出现安全事故，威胁使用者的生命安全。本文主要对压力容器焊接焊接常见缺陷的产生和防治措施进行分析，提出了一些建议。

关键词：压力容器；焊接；缺陷；措施

在社会经济的推动下，我国的工业技术得到了较好发展，各类压力容器不断涌现，给多种行业的进步带来了便利。在实际情况中，压力容器需承受容器内物质的压力，如果出现一些隐患，将很容易出现安全事故，因此，提高压力容器的焊接质量有着重要作用。在实际焊接过程中，如果焊接人员专业能力不强，极易出现错边、气孔、夹渣等问题，带来了一定的安全隐患。因此，焊接人员必须严格按照焊接规范进行操作，以提高焊接质量。

一、压力容器焊接常见的缺陷分析

压力容器在焊接过程中很容易出现各种缺陷，包括错边、气孔、夹渣、裂纹等问题，这些缺陷的存在会给压力容器的安全运作带来极大不利。气孔指的是焊接过程中形成的空穴，主要由于熔池中气泡在发生凝固反应时没有逸出。气孔产生的原因较多，包括焊接过程中水分残留、油污残留、杂质残留等要素。在对焊条进行烘焙时，没有严格按照相关规定进行操作，且焊芯初选锈蚀、损坏等问题，致使气孔产生。在利用低氢型焊条进行焊接操作时，焊接速度过快、电弧较长。而且焊接过程中电压较高，最终导致焊接处出现气孔。气孔降低了焊缝的有效面积，致使焊缝密度及强度都较低，最终影响压力容器的正常运作。

错边指的是焊件之间有一定错开面，这种情况下，很容易对各种应力进行聚集，进而降低压力容器的使用安全性。夹渣指的是在焊缝中存在的熔渣，熔渣的存在会对焊缝的强度及密度造成重大影响，进而给压力容器的运作带来一些安全隐患。在焊接过程中，如果焊缝周围存在着一些氧割熔渣或是一些其他熔渣，就会形成熔渣问题；在焊接过程中，如果电流过小、且焊接速度过快、坡口角度过低，就会形成熔渣。在利用碱性焊条进行焊接时，如果电弧超出一定标准，就会产生熔渣；在封底操作中，如果焊丝与焊缝中心不对齐，就会出现熔渣问题，影响压力容器的安全性。

裂纹指的是焊接缝出现裂口，不仅降低焊缝有效面，而且容易产生许多安全隐患，因此，焊接人员必须对裂纹情况进行仔细观察，并采取多种防护措施，避免出现安全事故。裂纹一般有两种形式，一种是热裂纹，另一种是冷裂纹。热裂纹指的是焊缝金属在液态向固态转变过程中形成的裂纹，主要出现在焊缝附近，且清晰明顯。当焊接熔池中存在着一些低熔点的物质时，就很可能出现热裂纹，进而影响压力容器安全性。由于这些物质熔点较低，所以凝固较慢，而且强度和密度都有所欠缺，在外力的作用下，这些物质就会出现裂开情况，进而产生多种安全隐患，给压力容器的正常运作带来不利。

二、压力容器焊接常见缺陷的防治措施分析

基于压力容器自身特性，如果焊接质量不高，将直接影响到压力容器的稳定运作，并很可能出现安全事故，因此，焊接人员必须严格按照焊接规范进行操作，这样才能更好保障焊接质量。在对焊接中的错边问题进行解决时，基于压力容器自身特性，错边问题难以有效避免，因此，焊接人员必须对压力容器相关标准进行明确，并按照规范进行操作，尽量减少焊接错边问题。气孔以及夹渣等缺陷具有一定的扩散性，如果不及时进行处理，将会产生多种安全问题。焊机人员必须在对其气孔以及夹渣问题进行解决时，必须先对其扩散情况进行明确，进而选择合适的处理方法。为了更好防治气孔以及夹渣问题，焊接人员需对焊接电流进行严格控制，并保持一定的焊接速度；对坡口中存在的杂质进行清洁，包括有无、水分等；选择合适的焊条，并确保焊条质量；在埋弧焊接过程中，必须对相应参数进行明确，控制好焊接速度。对坡口中的熔化情况进行观察，并及时清理焊渣；对坡口尺寸进行准确选择，并对破口进行清洁，这样才能更好解决气孔以及夹渣问题，保障压力容器的安全运作。

结束语

压力容器的焊接质量与自身运作安全性有着重大影响，如果焊接质量不高，极易出现安全事故，因此，保障焊接质量是促进压力容器正常运作的关键。在实际焊接中，焊接过程存在着多种隐患，为了更好保障焊接质量，焊接人员必须严格按照相关规范进行操作，注重各种细节问题，并选择合适的焊接工艺，确保焊接工具的质量，这样才能更好保障焊接质量，促进压力容器的安全运作。

参考文献：

[1]张春来，杨志鹏，刘鸣宇等.核电站反应堆压力容器接管安全端的焊接及其质量控制[J].热加工工艺，2013，42（15）：215-217.

[2]叶萧然.基于计算机仿真的压力容器封头焊接及热处理过程分析[J].电焊机，2014，44（8）：154-158.

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地区污水处理长和配套管网建设全过程以及污水处理运营情况，由重建局、农村建设和水利局、环境运输以及其他相关管理局等职能部门严格监管，出现问题立即由各部门和运营商协调解决，保证了污水处理厂及其配套管网建设的进度。目前为止，乐从农村地区污的管道设计基本能够满足污水处理的需要，在政府的严格监管下，污水处理效果良好，出水水质达到相关要求[4]。另外，为加快完成污水管网修复工作，区环运局拟推行“边检边修复”的工作策略，即完成一段管网检测工作后将成果交镇（街道），由镇（街道）推进修复工程。为此，做好相关的财政预算追加工作，以配合区环运局开展相关工作。专人专职管理对于污水管道的建设和运营实行专职专人管理制度，对污水管道的运营情况24小时专人监管，发现管道运行异常问题，能及时将信息报送给工程技术人员和政府相关职能部门，及时协调处理问题，保证处理后的生活污水达标排放。

参考文献：

[1]黄屹.嘉兴市农村地区生活污水处理系统分析[J].中国科技博览，2014.

[2]郝秋芳，韩志杰，马秀芳.探析新农村建设中生活污水处理技术[J].中国化工贸易，2014.

[3]马和芬.城市污水处理系统管网设计的探讨[J].城市建设理论研究：电子版，2013.

铜铝搅拌摩擦焊接研究 第5篇

1 试验材料及方法

1.1 试验材料。

从表1铜铝物理性质对比表可以看出, 由于铜铝两种金属的物理性质差异, 铜和铝的热导率较高, 焊接时需要能量密度高的热源;金属铜和铝的熔点差异很大, 铝的熔点为660℃, 而铜的熔点约为1084℃, 很难采用熔化焊使两种金属同时达到熔融态而形成有效接头。

从图1, 铜铝二元合金相图, 可以看出, 两种金属在一定的比例成分下会生成Cu Al2等金属间化合物, Cu Al2等金属间化合物的质地硬脆, 这些金属间化合物的生成会极大的降低焊接接头的机械性能, 较厚的板材在熔化焊接时会由于脆性化合物的存在直接会产生裂纹断开而不能实现连接。而搅拌摩擦焊是一种固相焊接技术, 焊接过程金属处于塑性状态而不熔化, 通过搅拌针的搅拌实现结合, 焊接温度要明显低于熔化焊接的温度, 从理论上讲可能更容易实现异种金属的连接。本次试验针对产品涉及的两种材料铝合金5052及紫铜T2, 如表2所示。

1.2试验方法

1.2.1研究方案。

对部分试板进行退火处理, 以增加材料的塑性;对单铜进行搅拌摩擦堆焊、对焊研究;对单铝进行搅拌摩擦堆焊、对焊研究;对铜铝异种金属进行搅拌摩擦对焊研究;采取一定措施的前提下对铜铝异种金属进行搅拌摩擦对焊研究;将获得的搅拌摩擦焊接试件进行拉伸、弯曲性能测试以及金相分析。

1.2.2试验过程。

搅拌摩擦焊是一种纯机械化连续的固相连接方法, 在搅拌摩擦焊过程中, 一个柱形带特殊轴肩和针凸的搅拌头旋转着插入被焊工件, 搅拌头和被焊材料之间的摩擦产生了摩擦热, 使材料热塑化, 当搅拌头沿着待焊界面向前移动时, 热塑化的材料由搅拌头的前部向后部转移, 并且在搅拌头的机械锻造作用下, 实现工件间的固相连接, 如图2所示。

通过搅拌摩擦焊设备对铜-铜、铝-铝、铜-铝材料进行了搅拌摩擦焊试验, 获得了如图3所示的焊接样件。

2 试验结果及分析

对焊接试件进行了焊接接头拉伸试验、硬度检测及焊缝金相组织分析, 试验结果如下:

2.1 焊接接头拉伸试验。

对焊接试件取样进行拉伸性能实验, 从试验结果表3可以看出, 焊接接头的结合强度并不高, 由于两种金属的结合面极为不规则, 所以不易计算出拉伸强度, 从最大拉伸力可以看出接头性能较差, 断口处发现性能稍好的连接部位要多一些, 在焊接实验时, 为了合理分配热量, 将搅拌头偏向铜侧, 从而使两种金属真正形成连接部分较少。

2.2 硬度检测。

焊接过程中我们对试板进行了退火热处理工艺, 检测结果如表4所示。铜退火工艺参数:650℃保温时间40min。铝退火工艺参数:450℃保温时间40min。对退火和未退火的铜板、铝板进行显微硬度测试, 测试结果表明退火后的铜比未退火的铜板硬度降低比较明显。而5052H112铝板在退火后硬度变化不大, 从金相图片中可以看到5052H112铝板在退火前后组织变化不大, 而铜在退火后晶粒有所长大, 从而导致了硬度的降低。一般来说, 在搅拌摩擦焊接中, 材料的硬度越小, 越有利于焊接的进行。

2.3 金相组织分析。

对铜铝异种金属结合部位进行横截面观察以及金相观察, 从图4试件截面上看, 可以看到两种金属的结合情况, 通过搅拌针的搅拌作用, 两种金属进行了混结合。图5中为焊缝金相组织, 可以看到两种金属的结合主要由两种金属由于热压作用形成的金属间原子间力的结合和呈漩涡状互相混合搅拌的机械咬合力[1]。

3 结论

铜铝异种通过搅拌摩擦焊可以实现铜铝的连接, 但是连接强度不高, 通过对拉伸断口和金相组织进行分析得知, 在搅拌摩擦焊接过程中, 铜铝的结合属于在热压力作用下的机械混合, 两者之间并没有发现明显的过渡组织, 说明在焊接过程中两种金属没有大量扩散形成脆性的金属间化合物。相信随着焊接技术的发展, 铜铝连接件性能会越来越高, 在产品中的应用会越来越多, 这将会节省大量的铜资源, 降低产品的生产成本, 给企业带来强大的竞争力。

参考文献

T型接头搅拌摩擦焊接的研究进展 第6篇

近年来,国内高速列车、航空航天等产业快速发展,这与轻量化结构及材料的迅速发展有密切联系。轻合金薄板材料的广泛应用是实现轻量化的重要途径,但薄板的强度和刚度有限,有时难以满足实际使用的需求。加强筋可以在不显著增加质量的情况下大幅度提高壁板的稳定性,因此壁板与加强筋组合的T型构件是满足轻量化需求的关键结构之一。然而,传统熔化焊接方法在T型接头焊接,尤其是薄板T型焊接方面存在较大缺陷。由于T型接头两侧施焊,焊接热输入过大,使接头产生焊接变形,难以满足工业生产的需求[1,2,3]。文献[4,5]指出,激光焊采用背面焊双面成型技术可降低T型焊接时的能量输入、减少焊接变形,但接头也存在熔宽较窄、合金元素烧损等问题。

作为一种新型固相焊接技术,搅拌摩擦焊(Friction stir welding,FSW)采用具有特别形状的、由轴肩和搅拌针组成的搅拌工具,将旋转的搅拌针插入被焊板材的边缘,由搅拌工具与被焊区材料相互摩擦产生热量,使被焊区材料发生塑性软化且随搅拌工具旋转而发生塑性流动,实现空洞填充。最终在轴肩压力下,搅拌工具沿边缘连接线行走,完成整个焊接过程[6,7,8,9]。搅拌摩擦焊的工作温度低于母材熔点,被焊金属不发生熔化,可以避免产生气孔、裂纹、变形等焊接缺陷,特别适合铝、镁等轻合金焊接。目前,搅拌摩擦焊已经在轨道交通、航空航天等领域得到广泛应用。

把低热输入的搅拌摩擦焊应用于轻合金薄板T型构件焊接,对降低T型接头焊接变形具有重要意义。研究发现,搅拌摩擦焊可采用特殊焊接夹具,对中、薄板T型构件实行单面焊三面成型技术(见图1),能获得成型美观且焊接变形小的T型接头[10,11,12]。因此,薄板T型接头搅拌摩擦焊接可能是一种极具发展前景的工艺途径。本文拟从T型接头搅拌摩擦焊接(FSW-T焊接)的焊接工艺参数、焊接缺陷、显微硬度、力学性能与数值模拟方面概述其国内外研究现状。

1 FSW-T焊接工艺

意大利Fratini等[12]率先设计了FSW-T焊接的专用夹具(见图1(a))。夹具在壁板与筋板的交汇处设有圆弧倒角(见图1(b)),其作用主要是防止搅拌针与夹具中垫板发生接触,阻止塑化态金属发生滴漏,保证圆弧过渡区成型美观[13]。焊接过程中搅拌针穿透壁板,与筋板保持一定接触,并发生剧烈摩擦,通过摩擦产热与金属塑性变形产热使被焊区材料发生热塑化,塑化态金属发生塑性流动、填充孔洞,进而实现FSW-T焊接。FSW-T焊接时壁板与筋板的放置方式有多种(见图2),主要包括搭接型(Lap)、对-搭接型(Butt-lap)和对接型(Butt)。

Fratini团队率先开展了3 mm厚6082铝合金搭接型FSW-T焊接,发现搅拌摩擦焊能够实现T型连接,并获得成型良好的T型接头[12]。随后国内外学者开展了不同牌号铝合金材料的FSW-T焊接。分析文献中FSW-T被焊材料种类及材料放置方式(见表1)[13,15,16,17,18,19,20,21,22],可知目前FSW-T的被焊材料主要为铝合金,这主要是由于铝合金搅拌摩擦可焊性能比其它金属好[18,23,24]。由于FSW-T焊接工艺研究还处于探索阶段,其它合金材料FSW-T焊接的研究尚未见报道。然而,随着FSW-T焊接工艺技术的发展与成熟,其它合金材料的FSW-T焊接将成为此领域的研究热点之一。

图2 FSW-T焊接常见材料放置方式:搭接型(a);对-搭接型(b);对接型(c)[14]Fig.2 Design solutions to produce T-joints by FSW:lap(a);butt-lap(b);butt(c)[14]

表1显示,学者主要研究同种铝合金FSW-T焊接。如天津大学杨新岐等[19]系统地研究了6061-T4铝合金多种材料放置方式的FSW-T焊接工艺性能,详细探索了旋转速度与焊接速度对焊缝成型的影响机制。赵勇等[13]完成了厚度为2.5mm的6013-T4铝合金FSW-T焊接,发现焊接速度为100mm/min时可以避免“隧道”孔洞的产生。Silva等[16]采用正交法探索焊接工艺对3 mm厚6082铝合金对-搭接型FSW-T接头力学性能的影响规律。何志宏等[22]研究了6mm厚2A70-T6铝合金搭接型FSW-T焊接,发现焊接时轴肩的顶锻压力对焊缝成型及接头抗拉强度有重要作用。

此外,学者也尝试了异种铝合金材料的FSW-T焊接。如Tavares等[14]研究了6056与7075铝合金对接型FSW-T焊接。Astarita等[25]研究了壁板厚度为3mm的2198铝合金与筋板厚度为6mm的6056铝合金之间的FSW-T焊接。Acerra等[26]研究了壁板厚度为2.3mm的2024合金,筋板厚度为2.8mm的7075铝合金FSW-T焊接,发现异种铝合金FSW-T焊接所需的热输入更高,较大的轴肩直径将改善T型接头的焊缝成型。分析发现,异种材料焊接的缺陷敏感性较大,合适的焊接参数窗口相对较窄。

分析国内外关于铝合金FSW-T焊接工艺参数的研究现状(见图3),发现FSW-T焊接工艺参数窗口相对较窄,焊接速度通常为50~500 mm/min,旋转速度为500~1500r/min。杨新岐等[20]在6061铝合金FSW-T焊接时采用了旋转速度高达2256r/min的焊接工艺。Acerra等[26]分析了高速焊接2024与7075异种铝合金FSW-T接头的焊缝成型性能,焊接速度高达150mm/s。然而,焊接工艺参数对焊缝成型有重要影响,一定范围内增加焊接速度将显著降低焊缝成型质量,而增加搅拌工具旋转速度将有助于提高焊缝成型质量[19,21]。

2 焊接缺陷

FSW-T焊接容易产生焊接缺陷。杨新岐等[17,19]系统地归纳了铝合金FSW-T焊接缺陷的种类及形成机制,发现焊接缺陷主要包括“隧道”缺陷(Tunnel defect)、“Z”线(Zigzag line)与“弱结合”缺陷(OJLwSPD defect)。

2.1“隧道”缺陷

搅拌摩擦焊接时塑化态金属在搅拌针剪切力作用下发生塑性流动。当塑化态金属较多时,金属能完全填满孔洞,进而获得成型美观的焊接接头;当塑化态金属不足时,材料无法完全填充前进侧圆弧过渡区的孔洞,最终在该区域形成“隧道”缺陷(如图4所示)[17,20]。

Acerra等[26]发现FSW-T焊接时焊缝区极容易产生“隧道”缺陷,且缺陷数量随焊接速度的增加而增多[13]。杨新岐等[20]指出,旋转速度与焊接速度的比值对“隧道”面积有重要影响,增加该比值将显著减小“隧道”缺陷面积。此外,焊接夹具中圆弧倒角的半径越大,所需的热塑性材料越多,越容易因填充材料不足而形成“隧道”缺陷[13]。

分析发现,塑化态金属不足是导致“隧道”缺陷产生的直接原因,而焊接热输入不足是导致“隧道”缺陷产生的根本原因[21,26]。因此,提高FSW-T焊接热输入将显著减少“隧道”缺陷的产生[15,22]。增加焊接热输入可以从以下两方面出发:

(1)增大旋转速度与焊接速度的比值。增加旋转速度、减小焊接速度能在一定程度上减少“隧道”缺陷的产生。然而试验表明,仅通过调控焊接速度与旋转速度,难以完全消除“隧道”缺陷[21]。

(2)增大搅拌工具尺寸。Acerra等发现增大轴肩尺寸,能显著提高焊接热输入,减少“隧道”缺陷[26]。但增大轴肩尺寸对焊缝底部及圆弧过渡区影响较小,对减少“隧道”缺陷的效果不佳[27]。增大搅拌针直径可以提高焊缝底部的热输入,但这可能导致搅拌针与夹具发生碰撞[13]。适当增加圆弧倒角的半径可以避免该碰撞的发生,但增加倒角空间将需要更多额外的塑化态金属进行填充,可能导致更多的“隧道”缺陷[13]。

2.2“Z”线缺陷

“Z”线缺陷是FSW-T焊缝中存在的残余界面线[21]。由于铝合金表面存在一层致密的氧化膜,搅拌摩擦加工过程中氧化膜被搅入焊缝内,当搅拌不充分时,残余氧化物以连续的线状或颗粒状的形式出现在焊缝区内,形成“Z”线缺陷[28]。由于“Z”线缺陷的形成原因与搅拌不充分密切相关,当被焊材料较薄,且以搭接形式搅拌摩擦焊接时,由于塑化态金属流动多为水平运动,Z轴方向流动较少,导致壁板与筋板之间存在明显的残余界面,使“Z”线缺陷更加明显[28]。

2.3“弱结合”缺陷

“弱结合”缺陷的形成机制与“Z”线缺陷相似。搅拌摩擦加工时壁板与筋板经过激烈塑性变形,被挤压在一起,但两者之间并未形成有效的冶金连接,进而产生“弱结合”缺陷(见图5)[21]。“弱结合”与“Z”线缺陷的形成原因都与搅拌不充分有关,两者的区别是“弱结合”呈裂纹条状,而“Z”线呈连续的线状或颗粒状。

杨新岐等指出[19],提高焊接速度,“弱结合”缺陷长度显著增长;增加旋转速度,使搅拌更为充分,“弱结合”缺陷降低。文献指出,增加焊接热输入,有助于减少各类FSW-T焊接缺陷[19]。如上所述,通过自身方式提高FSW-T焊接热输入存在许多困难。因此,通过外加其它热源进行辅助加热,可能是T型接头搅拌摩擦焊接的发展方向之一。近年来,复合热源搅拌摩擦焊接在国内外受到了广泛关注[30,31]],外加热源主要包括电弧热[32]、激光[33]、超声波[29]、电阻热[31,34]等。目前,外加辅助热源的复合搅拌摩擦焊主要是通过增加热输入,促进被焊材料热塑化,使搅拌摩擦焊能够实现硬质材料(如不锈钢、碳钢、钛合金等)的焊接,但复合焊接方法运用于T型接头焊接的研究尚未见报道。

3 显微硬度

铝合金FSW-T接头典型的显微硬度分布如图6所示。由图6可知,接头壁板部位的显微硬度呈“W”形分布(见图6(a)),硬度最低值位于轴肩下方的热影响区。这是由于热影响区中的第二相粒子在焊接过程中发生粗化,且该区域晶粒也发生长大,从而导致硬度值下降[15]。图6(a)显示从焊缝边部到焊缝中心,硬度值逐渐增大,硬度最高值位于焊核区。这是由于焊核区经过剧烈塑性变形,发生动态再结晶,形成细小、均匀的等轴晶,且第二相粒子发生显著细化。图6(b)显示筋板部位的显微硬度呈“N”形分布,热机械影响区由于晶粒粗化,且强化相发生溶解,导致硬度值下降[15]。

Tavares等[14]研究了6056与7075异种铝合金FSW-T焊缝的显微硬度分布,发现异种金属FSW-T接头的显微硬度分布特征与同种金属相似。但由于异种材质混合不够均匀,在异种接头焊核区两侧存在少数几个异常高的硬度值[14]。研究发现,焊接工艺参数对FSW-T接头显微硬度分布特征影响较小[17,20]。但经过多道搅拌摩擦焊后,热影响区第二相粒子显著粗化,使该区域的显微硬度明显下降[15]。低显微硬度的热影响区与热机械影响区可能成为FSW-T接头的薄弱区,影响FSW-T接头的力学性能与断裂行为。

4 力学性能

T型接头的力学性能是其工业应用的关键。根据T型接头的结构特征,FSW-T接头拉伸性能测试可以包括沿壁板与沿筋板方向拉伸(见图7),但并未制定相关标准。研究发现,FSW-T焊接时材料放置方式对接头拉伸性能有重要影响[12-14,16-22,25,26,28,[35]]。FSW-T接头强度系数与焊接时材料放置方式的关系如图8所示。

图7 FSW-T接头拉伸性能测试方案:沿壁板方向拉伸(a);沿筋板方向拉伸(b)Fig.7 Schematic diagram of FSW T-joint tensile test:skin direction(a);stringer direction(b)

当焊缝存在焊接缺陷时,接头在受力作用下迅速在缺陷处发生断裂,显著降低接头力学性能。例如,搭接型FSW-T接头焊接时塑化态金属多为水平运动,Z轴方向流动较少,使壁板与筋板之间材料混合不足,“弱结合”缺陷明显。当FSW-T接头沿筋板方向拉伸时,接头在壁板与筋板之间的残余界面处迅速发生断裂,导致搭接型FSW-T接头沿筋板方向的强度系数较小[19,25]。对接型FSW-T接头由于壁板与筋板之间材料混合较为充分,导致沿筋板方向的强度系数较高。

图8 FSW-T接头沿壁板与筋板方向拉伸的强度系数:搭接型FSW-T接头(a);对接型FSW-T接头(b)Fig.8 Joint efficiencies of FSW-T joints pulled along the skin and along the stringer in the tensile test:FSW-T lap joint(a);FSW-T butt joint(b)

改善焊接工艺参数能在一定程度上提高接头力学性能,但无法使FSW-T接头强度系数等于1。这是由于除焊接缺陷以外,接头微观组织对接头力学性能也有重要影响。研究发现,热影响区与热机械影响区的晶粒与第二相粒子在搅拌摩擦焊接过程中具有明显粗化现象,使该区域显微硬度下降(见图6),成为FSW-T接头的薄弱区,当FSW-T接头受力时,接头容易在薄弱区发生断裂。观察FSW-T接头拉伸断裂位置,发现沿壁板方向拉伸时接头通常在热影响区或原始结合界面发生断裂(见图9(a)、(b));而沿筋板拉伸时接头通常在热机械影响区或原始结合界面发生断裂(见图9(c)、(d))。当焊缝不存在焊接缺陷时,FSW-T接头的最薄弱区从结合界面转移至热影响区或热机械影响区,导致FSW-T接头的强度系数降低。

通过上述分析可知,增加焊接热输入虽然能够有效减少FSW-T的焊接缺陷,但增加热输入将使热影响区与热机械影响区的第二相粒子进一步粗化。因此,提高FSW-T接头强度系数在具体实施中存在困难,这将是T型接头搅拌摩擦焊未来的一个研究重点。

5 数值模拟

Buffa等[10,[36]]开展了FSW-T焊接时材料塑性流动的数值模拟分析,发现筋板的材料流动与对接接头搅拌摩擦焊相似。由于搅拌摩擦焊接时塑化态金属往下流动,使壁板与筋板的实际结合线比初始放置位置低。Fratini等[11,28]通过物理实验与数值模拟等方法研究了不同形状的搅拌针对FSW-T焊接材料塑性流动的影响规律,发现采用圆锥形搅拌针可以促进塑化态金属往Z轴方向流动,并加剧圆弧过渡区材料的挤压行为,从而有效减少焊接缺陷的产生。除此之外,未见其它FSW-T数值模拟的研究报道。

图9 FSW-T焊接接头典型的断裂位置:沿壁板方向拉伸断裂位置(a、b);沿筋板方向拉伸断裂位置(c、d)[17]Fig.9 Typical fracture locations of FSW-T joints:pulled along the skin(a,b);pulled along the stringer(c,d)[17]

由于搅拌摩擦焊是一种包含了产热、传热、剧烈塑形变形和塑性流动等众多物理现象的复杂加工过程,与搅拌摩擦焊接对接接头相比,FSW-T焊接时温度、应力、应变、应变率等状态更加复杂。如何更加准确地描述FSW-T焊接的产热模型、传热方式及材料属性,使计算结果更加接近实际,这是FSW-T焊接数值模拟的关键所在。

虽然FSW-T焊接的数值模拟工作还处于开始阶段,但数值计算在优化FSW-T焊接工艺及夹具设计,减少FSW-T焊接缺陷、稳定焊接性能等方面具有重要意义。分析认为,FSW-T焊接数值模拟的研究工作可主要分为两类:(1)模拟FSW-T焊接的材料塑性流动行为,揭示FSW-T焊接缺陷的形成机制;(2)研究FSW-T焊接工艺参数对温度场及应力场的影响,揭示FSW-T焊接“工艺—组织—性能”的内在关联。

6 结束语

作为一种固相焊接技术,搅拌摩擦焊在T型接头焊接方面具有广阔的发展前景。国内外学者在FSW-T焊接工艺、焊接缺陷、显微硬度、力学性能与数值模拟等方面开展了大量研究工作。但许多问题有待深入研究,某些研究方向值得探索。未来FSW-T焊接的研究应该主要集中在以下几个方面:

(1)开展铝、镁、钛等多种合金的同种或异种金属FSW-T焊接工艺研究,揭示FSW-T焊接工艺参数选择与被焊材料材质、厚度的内在关联。

(2)探索复合热源FSW-T焊接的工艺参数、焊缝成型性能及缺陷愈合机制。

(3)研究FSW-T焊接的材料塑性流动行为,揭示FSW-T焊接缺陷的形成机理。

摩擦焊接的缺陷 第7篇

此发明涉及一种采用旋转摩擦辅助铜铝组合管路件热压焊接的方法，具体涉及采用钻铣床作为辅助焊接设备并施加火焰加热的铜铝管热压焊接工艺。

2背景技术

目前，制冷行业在其冰箱、空调等产品中采用了大量的铜管，但由于铜的价格较高，使得产品成本难以降低。若能将一部分铜管用铝管代替，则可大大地降低成本。对于制冷管路，其只有一部分需经受特定的负荷、温度和介质的作用而必须使用铜管，其它管路部分完全可以用铝管代替。铝合金具有密度低，强度高，耐腐蚀，热导和电导率高等优点，因此铜铝管路组合结构，不僅能减轻构件的重量、节约成本，还可以发挥各自的性能优势，为此多年来以铝代铜一直是人们追求的目标。以铝代铜的关键是要解决铜铝二者之间能否有效连接在一起的问题。由于铝表面有一层致密的氧化膜，很难去除，且去除后又在大气环境中瞬间生成，若要实现其致密可靠的连接，难度很大。

目前常规铜铝管的连接方法有钎焊、电阻焊和储能焊等，但通常需要采用专业的焊接设备进行焊接。因此这种铜铝管路件装配比较复杂，致密度也不是十分理想，成品率较低，生产效率较低，生产成本较高，致使其不能很好地推广应用；公开日为1980年6月30日，公开号为JP5508669A，发明名称为《铜管与铝管的粘接法》所述铜管与铝管的粘接方法，虽然通过连接焊料锡实现了铜管与铝管的连接，但是其仍无法克服由于所使用的铝管内部存在着致密氧化膜，而造成连接致密性差，成品率低的问题。

3发明内容

此发明为了解决现有常规铜铝管的连接方法中，由于所使用的铝管内部存在着致密氧化膜，而造成连接致密性差，成品率低的问题，提出一种采用旋转摩擦辅助去除铝管氧化膜的铜铝组合管路件热压焊接的方法，该方法由以下步骤完成：

（1）将待焊接的铜管一端的外壁加工成锥形面，所述锥形面的锥角为5°～10°，所述铜管的内径1 mm与铝管的内径2 mm的差的范围在0～1 mm之间。

（2）将步骤一获得的铜管固定在钻铣床的钻卡头上，将铝管固定在钻铣床工作台的夹具上，然后将所述铜管带有锥形面的一端插入铝管的一端，调试钻铣床的钻卡头，使所述铜管的轴线与铝管的轴线保持在一条直线上。

（3）首先对铜管与铝管的套接处用乙炔火焰枪进行加热，当温度达到400 ～500 ℃时，开启钻铣床的电源，所述钻铣床将铜管以800～2 000 r/min的转速转动，同时对所述铜管的另一端施加压力，使铜管带有锥形面的一端按1～2 mm/s速度向铝管内移动。

（4）当所述铜管的锥形面的一端完全插入铝管时，停止对铜管的另一端施加压力，同时停止转动铜管，并停止对铜管与铝管的套接处加热，完成铜管与铝管的焊接。