隨著現(xiàn)代高性能軍用航空發(fā)動(dòng)機(jī)的不斷更新,摩擦焊機(jī)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,以美國(guó)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)。
美國(guó)Textron Lycoming公司生產(chǎn)的新型大功率T55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+軸一體的摩擦焊接結(jié)構(gòu)。P&W公司將摩擦焊接列為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(guó)MTU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(guó)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(guó)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。摩擦焊機(jī)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)。
(1)中間軸為旋轉(zhuǎn)式相位摩擦焊機(jī)的結(jié)構(gòu),其特點(diǎn)是空心軸安裝在固定夾具座上,在空心軸的兩端分別安裝著夾頭。因?yàn)椴捎昧丝招妮S的結(jié)構(gòu),使被加工的管件套裝在空心軸內(nèi),解決了在現(xiàn)有的機(jī)床夾頭上不能夾持長(zhǎng)度較長(zhǎng)的套管結(jié)構(gòu)的難題,而焊接工件分別夾持在移動(dòng)夾具座上。
(2)摩擦焊機(jī)兩側(cè)軸為旋轉(zhuǎn)式相位摩擦焊機(jī)的結(jié)構(gòu),其特點(diǎn)是中間為固定夾具,保持不動(dòng),兩側(cè)為移動(dòng)夾具,保持同步旋轉(zhuǎn)。雙頭式相位摩擦焊可以同時(shí)將三個(gè)工件焊接在一起并保證相位配合精度較高。但還存在著耗用功率相對(duì)較高,結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,設(shè)備振動(dòng)相對(duì)較大,兩側(cè)焊縫。
摩擦焊接與傳統(tǒng)熔焊的區(qū)別:
摩擦焊機(jī)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,摩擦焊機(jī)的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。