1.3复合热源摩擦焊技术概述

1.3.1复合热源摩擦焊技术分类

复合热源焊接是将两种或两种以上的焊接热源相复合，通过不同热源之间的配合，解决材料焊接工艺性差的问题而形成的新型焊接技术[24]。复合热源主要是将不同热源的优点集中起来，克服单一热源性能的不足，进而形成一种整体式的新型焊接方法[25]。复合热源摩擦焊是利用其他热源与摩擦热源相复合，通过其他热源的输入，降低摩擦扭矩峰值和主轴功率，可以有效降低设备重量，简化摩擦焊设备的结构，使得摩擦焊设备向小型化、柔性化发展，同时也可以解决小直径工件在摩擦焊时摩擦热源不足的问题。复合热源摩擦焊接方法分类及技术特点见表1.1。

表1.1 复合热源摩擦焊接方法分类

热源复合形式 原理 技术特点

电阻-摩擦 在摩擦焊过程中向工件通入一定数值的电流，产生电阻热和摩擦热共同作用 加大电阻热源中的电流，减小摩擦热源的输入，进而减小主轴功率

激光-摩擦 利于激光作为第二热源的搅拌摩擦焊 激光对旋转头前部工件区域进行预热并使其部分塑化，减小驱动旋转头向前需要的力

感应-摩擦 摩擦焊接过程中在工件外围叠加高频磁场使金属材料产生“场致效应” 降低摩擦扭矩峰值和主轴功率，改善金属摩擦焊接头的组织与性能

摩擦-摩擦 利用螺柱外环与金属基体的大面积辅助摩擦预热来增加焊接总的热输入 提高金属螺柱特别是中大直径螺柱焊接的有效面积，提高焊接效率

1.3.2复合热源焊接技术的发展趋势

复合热源焊接技术充分利用多种热源的优点，可以实现高效、优质的焊接，具有广阔的发展空间。随着现代工业对新技术的要求，焊接领域也呈现多元化的发展，将不同的焊接热源进行复合形成新型的焊接热源的思路，得到了广泛的研究，目前不断涌现各种新型的复合热源焊接模式。复合热源在焊接行业里得到了较快的发展，还可以应用到其它的相关行业之中，不断的扩大它的应用范围，创造更多的经济效益[25]。目前复合热源焊接技术呈现以下发展趋势：

（1）加强热源理论研究。焊接属于热加工，热量伴随着整个加工过程，在焊接过程中发生的的物理反应、化学反应都是在热过程中发生和发展的，焊接温度场不仅决定焊接应力场和应变场，还与冶金、结晶及相变过程有着紧密的联系，焊接温度场内包含着焊接接头质量及性能的充分信息，因此对焊接热源的理论研究可以为复合热源的匹配提供理论支撑[26]。

（2）加强设备开发。中科院福建物质结构研究所与漳州某企业进行合作开发了激光热源与MIG热源复合的新型激光-MIG焊接平台，其主要参数在国内处于领先地位。该平台的复合焊接系统对母材厚度为4mm钢板取得了最高可达到2.0m/min的焊接速度；在国内开发了第一套针对汽车钢圈焊接的专用设备，它采用激光与MIG进行复合，并对其进行了在标准工作情况下的长时间试验，系统稳定可靠，取得了满意的效果[27]。 

（3）扩大复合热源应用范围。目前，大功率的SUPER-GMAW焊在20-100 mm厚的钢板焊接得到了广泛的应用。在对大型构件的焊接方面，如船舶壳体，重型车辆等，大功率的SUPER-GMAW焊将更加体现高效优质的技术优势；美国康明斯公司利用SUPER-MAG焊对排气管进行了自动化焊接，取得了良好的接头性能，提高了生产效应，节约了成本；美国Babcock Power公司采用新型的SUPER-MIG焊取代了传统的TIG焊，不仅取得了良好的焊接接头质量，而且大大提高了焊接效率，取得了良好的经济效益[28]。来~自^751论+文.网www.751com.cn/ PLC复合热源摩擦螺柱焊接实验装置及控制系统研究(4):http://www.751com.cn/cailiao/lunwen_75712.html