攪拌摩擦焊對(duì)紫銅板的對(duì)接

        蘭生數(shù)控機(jī)床銷售公司的攪拌摩擦焊設(shè)備成功實(shí)現(xiàn)了3mm的紫銅板對(duì)接（如圖1所示）。
        攪拌摩擦焊為固相連接方法，采用該方法實(shí)現(xiàn)銅連接避免了熔焊方法的諸多缺陷和不足。焊縫外觀均勻光滑，無(wú)缺陷，相對(duì)于熔焊焊接變形極�。ㄈ鐖D2所示）。焊接操作簡(jiǎn)單，焊前只需丙酮等有機(jī)溶劑去除結(jié)合面油脂，無(wú)需開(kāi)坡口去除氧化膜；焊后無(wú)需去除余高，提高了生產(chǎn)效率。焊接過(guò)程能耗小，無(wú)需填充材料，焊接成本低。
圖1 焊接過(guò)程
圖2 攪拌摩擦焊焊接紫銅板全貌 
        采用攪拌摩擦焊技術(shù)焊接紫銅接頭的變形程度、殘余應(yīng)力和接頭強(qiáng)度均優(yōu)于熔焊方法。 
        此外，還成功實(shí)現(xiàn)了黃銅板的攪拌摩擦焊對(duì)接，如圖3所示。
圖3 攪拌摩擦焊焊接黃銅板全貌 
        銅是與人類關(guān)系非常密切的有色金屬，廣泛地應(yīng)用于電氣、輕工、機(jī)械制造、建筑工業(yè)、國(guó)防工業(yè)等領(lǐng)域，在我國(guó)有色金屬材料的消費(fèi)量排名中僅次于鋁。如化學(xué)工業(yè)中用于制造真空器、蒸餾鍋、釀造鍋等，在國(guó)防工業(yè)中用以制造炮彈、槍炮零件等。由于銅具有良好的耐蝕性，在石化工業(yè)中大量用于制造接觸腐蝕性介質(zhì)的各種容器、管道系統(tǒng)、過(guò)濾器、泵和閥門等器件。此外，還利用它的導(dǎo)熱性，制造各種蒸發(fā)器、熱交換器和冷凝器。亞里安那5號(hào)火箭的燃燒室內(nèi)襯用的也是銅銀合金，在這個(gè)襯筒內(nèi)加工出360個(gè)冷卻通道，火箭發(fā)射時(shí)通入液態(tài)氫進(jìn)行冷卻。在電機(jī)制造中同樣存在大量的紫銅-紫銅的接頭，如端環(huán)與導(dǎo)條的接頭、阻尼環(huán)與阻尼桿的接頭。
        銅的廣泛應(yīng)用必然涉及到銅的焊接問(wèn)題，銅及其合金在古代以釬焊和鍛焊較多，現(xiàn)在則是熔焊占據(jù)主要地位。但是，銅的焊接存在許多問(wèn)題。
        由于銅的熔點(diǎn)高，且導(dǎo)熱性能優(yōu)異，熔焊時(shí)母材金屬很難熔化，填充金屬與母材也難以很好的融合，易產(chǎn)生未焊透現(xiàn)象；且焊后晶粒嚴(yán)重長(zhǎng)大，使接頭的強(qiáng)度和塑性大大降低；雜質(zhì)元素的摻入也使接頭的導(dǎo)電性下降；由于銅的線膨脹系數(shù)和收縮率比較大，焊后變形嚴(yán)重、外觀成型很差，殘余應(yīng)力較大；此外，雜質(zhì)的存在很容易在焊縫中生成低熔共晶，接頭的熱裂傾向也較大；由于銅的導(dǎo)熱性能優(yōu)異，焊縫的冷卻速度較快，所以氣孔也是銅的熔化焊接中存在的主要困難之一�？傊�，采用熔化焊接不僅能耗大，且工藝要求非常苛刻，不易得到綜合性能優(yōu)異的焊縫。 
        采用電阻點(diǎn)焊和縫焊加工時(shí)，也同樣會(huì)因?yàn)殂~的熔點(diǎn)較高，且導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能優(yōu)異，會(huì)遇到一些類似困難。此外，目前應(yīng)用廣泛的電機(jī)紫銅接頭的連接均采用傳統(tǒng)的銀基釬料釬焊工藝，為此每年要消耗大量的白銀，一個(gè)大、中型電機(jī)制造企業(yè)每年用于采購(gòu)釬料的費(fèi)用在數(shù)十萬(wàn)元至數(shù)百萬(wàn)元之間。同時(shí)，采用釬焊工藝，不僅釬焊接頭的制備要求高，還難以保證最佳釬焊間隙，而且時(shí)常因釬縫缺陷導(dǎo)致接頭脫焊，造成重大經(jīng)濟(jì)損失。
        為解決上述問(wèn)題，多年來(lái)業(yè)內(nèi)人士一直在探索銅及銅合金連接的新技術(shù)。攪拌摩擦焊作為一種新型固相連接技術(shù)，具有高效、節(jié)能、無(wú)污染、接頭性能優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于航天、航空、船舶、車輛、電器等行業(yè)。采用攪拌摩擦焊接方法焊接銅及其合金，不需要釬料，也不需要其他的焊接材料就能得到性能優(yōu)良的接頭。
        采用攪拌摩擦焊實(shí)現(xiàn)銅連接應(yīng)用前景廣闊，在國(guó)外，對(duì)銅接頭質(zhì)量要求苛刻的領(lǐng)域，均采已用攪拌摩擦焊方法。對(duì)焊接隨著銅及其合金攪拌摩擦焊設(shè)備和工藝的進(jìn)一步完善，攪拌摩擦焊技術(shù)將成為銅及其合金連接的首選方案在該領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，有望產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。