摩擦焊加热过程中变形层和高温区的扩展过程

本文通过对45号钢摩擦加热过程的试验.研究了钢材加热过程中高速摩擦塑性变形层和高温区的扩展规律:摩擦加热开始时,变形层首先在距圆心1/2～2/3半径处的摩擦表面上形成,它是由塑性变形和机械挖掘的表面金属组成的环状加热带。随着摩擦时间的延长,环状加热带向圆心和外圆迅速扩展,摩擦表面全面加热以后,由热传导形成的高温区才显著加宽。摩擦加热扭矩峰值或功率峰值通常在表面加热到60～70%左右出现,而在全面加热以后才出现摩擦扭矩稳定值。环状加热带开始出现的位置、面积、厚度、扩展方向和速度与焊接工艺参数有关。达到扭矩峰值时环状加热带的温度达到700℃左右,出现稳定值以后温度可以达到1000℃以上。     

国内外摩擦焊的应用概况

前言摩擦焊是利用金属焊接表面摩擦生热的一种热压焊接法。摩擦焊自1956年试验成功以来,苏、日、英、美和西德等国都相继进行了大量的试验研究工作。经过20多年的发展,摩擦焊在国外已成为一项大量推广应用的先进焊接技术,受到了广泛的重视。     

石油钻杆摩擦焊的质量控制

摩擦焊的规范控制石油钻杆管体材料为40Mn,工具头材料为35CrMo,焊接断面外径141毫米,内径100毫米。石油钻杆摩擦焊接的特点是: ①钻杆的焊接断面大,当摩擦线速度和摩擦压力一定时,断面积越大,峰值和稳定值功率越高,要求电机功率也越大。②钻杆直径大、壁厚,焊接表面不易全面接触,特别是在初始摩擦阶段,由于焊接表面的弹性接触,摩擦压力分布不均等原因,使焊接表面由开始接触摩擦到功率开始稳定和接头产生显著摩擦变形量这一段时间较长。③钻杆管体与工具头材料的碳当量较高,焊缝容易淬硬,所以要求接头温度分布要宽,使接头焊后冷却缓慢,防止淬硬。