攪拌摩擦焊接時的熱量計測

　　日本有人對板厚為4mm的6N01鋁合金的攪拌摩擦焊過程中的熱量進行了測量。其方法是把在焊接過程中產(chǎn)生的熱用水吸收，用溫度計測量水溫來進行測量攪拌摩擦焊過程中的熱量，測量中不考慮焊縫背面墊塊等的熱損失。圖2-19表示出了在相同的焊接速度和工件完全熔透的情況下，F(xiàn)SW和MIG焊的焊接熱輸入，F(xiàn)SW的熱輸入范圍為120~230J/mm，它大約是MIG焊焊接熱輸入的一半。

圖2-19FSW和MIG焊4mm鋁合金

　　焊接熱輸入的比較

　　在攪拌摩擦焊焊接時，分別測量攪拌指棒和肩部的溫度，然后由測得的溫度循環(huán)換算為熱量。也可以采取簡單的方法計算，即在最高溫度下組織變化的截面積與比熱容、密度相乘。對母材總的熱輸入量隨著焊接速度的增大和攪拌頭旋轉(zhuǎn)速度的降低而降低。

圖2-21焊接速度對攪拌指棒和肩部熱量的影響

　　攪拌指棒形狀以及肩部直徑對總的熱輸入量也有很大的影響，攪拌頭的攪拌指棒及肩部直徑越大，使總的熱輸入量變大。這樣的趨勢在焊接6000系及2000系鋁合金時是一樣的。根據(jù)圖4-20給出的結(jié)果，把總熱輸入分為攪拌指棒和肩部各自產(chǎn)生的熱量進行比較，比較結(jié)果如圖2-21所示。它是用不銹鋼制造的攪拌頭焊接的結(jié)果。有圖可以看到，攪拌指棒的發(fā)熱量為總的熱輸入的55~60%。這個發(fā)熱量的比率在轉(zhuǎn)速800~1600rpm的情況下幾乎不受影響。

　　最近，帶有螺紋的攪拌指棒已經(jīng)用于生產(chǎn)，這種攪拌指棒對產(chǎn)熱的影響特別明顯。