航空航天工業(yè)

隨著現(xiàn)代高性能軍用航空發(fā)動(dòng)機(jī)的不斷更新，其主要性能指標(biāo)推重比亦不斷提高。同時(shí)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料及制造工藝均提出了更高的要求。從70年代起，以GE公司為代表，在軍用航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子部件（盤+盤、盤+軸）制造中，率先成功地采用了慣性摩擦焊接技術(shù)。生產(chǎn)的新型大功率T 55渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的前盤與前軸、后軸的連接都是采用盤+軸一體的摩擦焊機(jī)結(jié)構(gòu)。

將摩擦焊接列為80年代發(fā)動(dòng)機(jī)制造中的五項(xiàng)重大焊接技術(shù)之一；德國M T U公司正在開展高壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子等大型部件的摩擦焊接技術(shù)研究；法國海豚發(fā)動(dòng)機(jī)也將摩擦焊接推廣應(yīng)用于減速器錐形齒輪的焊接，等等。國外一些先進(jìn)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造公司已將摩擦焊接作為焊接高推重比航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子部件的主導(dǎo)的、典型的和標(biāo)準(zhǔn)的工藝方法。普遍認(rèn)為摩擦焊是可靠、再現(xiàn)性好和可信賴的焊接技術(shù)。

摩擦焊機(jī)在飛機(jī)制造中，也展現(xiàn)了新的應(yīng)用前景。AI SI 4340超高強(qiáng)度鋼因其具有高的缺口敏感性和焊接脆化傾向，當(dāng)用來制造飛機(jī)起落架時(shí)，國外規(guī)定不允許采用熔化焊接方法施焊，已成功地進(jìn)行了4340管與4030鍛件起落架、拉桿的摩擦焊接。此外，直升飛機(jī)旋翼主傳動(dòng)軸的合金齒輪與18%高鎳合金鋼管軸的焊接、雙金屬飛機(jī)鉚釘、飛機(jī)鉤頭螺栓等均采用了摩擦焊接，這表明摩擦焊接技術(shù)已滲透到了飛機(jī)重要承力構(gòu)件的焊接領(lǐng)域。

某航天飛機(jī)三部發(fā)動(dòng)機(jī)上1800個(gè)高溫合金噴射器柱全部是由摩擦焊接方法焊接到發(fā)動(dòng)機(jī)上的。

摩擦焊通常由如下四個(gè)步驟構(gòu)成：

1、機(jī)械能轉(zhuǎn)化為熱能；

2、材料塑性變形；

3、熱塑性下的鍛壓力；

4、分子間擴(kuò)散再結(jié)晶。

摩擦焊相較傳統(tǒng)熔焊的不同點(diǎn)在于整個(gè)焊接過程中，待焊金屬獲得能量升高達(dá)到的溫度并沒有達(dá)到其熔點(diǎn)，即金屬是在熱塑性狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)的類鍛態(tài)固相連接。

相對(duì)傳統(tǒng)熔焊，摩擦焊具有焊接接頭質(zhì)量高，能達(dá)到焊縫強(qiáng)度與基體材料等強(qiáng)度，焊接效率高、質(zhì)量穩(wěn)定、一致性好，可實(shí)現(xiàn)異種材料焊接等。