摩擦搅拌焊接材料:是粉末金属零件选项?

发布的法国葡头牙欧洲杯亚盘- 2020年1月29日

当你想到所有连接金属的方法时,搅拌摩擦焊可能不是你脑海中出现的第一个东西。如果你使用粉末冶金,这尤其正确。

那么,这两个人之间有什么关系呢?实际上,搅拌摩擦焊接材料可以包括那些由粉末制成的材料。在非常具体的应用中搅拌摩擦焊接是连接粉末金属零件的一种可行的选择。

什么是搅拌摩擦焊?

搅拌摩擦焊接从1991年开始,起源于英国的焊接研究所。这是一种相对较新的连接工艺,因此许多金属制造商对其内部工作原理知之甚少。

大多数人都熟悉基本的电弧焊——工程师用电和一根焊条熔化两种金属以形成化学键。同样常见的激光焊接使用激光来达到同样的目的,只是在更精细的细节水平。但是搅拌摩擦焊(FSW)不需要同样的温度这些方法。它利用旋转工具产生的摩擦,轻轻地熔化金属,并将它们搅拌在一起,形成牢固的结合。

值得注意的是,搅拌摩擦焊接帮助建造了航天飞机的外部燃油箱,包括特斯拉的SpaceX航天飞机。至于粉末金属零件,许多业内人士仍在决定如何利用这种新兴的焊接形式。

潜在的搅拌摩擦焊接材料如何包括PM

在搅拌摩擦焊接发明后的30年左右的时间里,它已经进入了粉末冶金的少数应用领域。如果你知道还有其他的,我们很乐意听听!

焊接两个粉末金属零件

大多数时候,我们推荐烧结粘合,烧结钎焊,或其他连接粉末金属零件的焊接工艺。但是如果应用需要,你可以使用搅拌摩擦焊接。

搅拌摩擦焊异种合金和材料这是可能的,有时甚至是可取的,如果你不想完全熔化较低熔点的金属。例如,在常规焊接过程中,如果你将某些钢加热到熔点,它们将在焊缝附近的区域(所谓的热影响区,HAZ)转化为马氏体。这导致了一个非常硬,易开裂的表面,使一些连接方法在某些应用程序中是不可启动的。

搅拌摩擦焊接使金属处于一种接近融化的状态。你有很多热输入控件,这样可以对最终结果进行微小的调整。这两部分的表面接触非常密切,粘结良好,没有固有的融化风险。这些接头通常和贱金属一样坚固,创造出足够可靠的粘结旋转发动机外壳

在制造商的一侧,使用FSW进行焊接粉末金属部件,也可以创造更安全的工作环境,因为它不会产生有毒烟雾。与买家更相关,摩擦搅拌焊接具有最小的工具需求,这降低劳动力和材料成本

表面硬化

您可以使用像碳化硅一样的硬质粒子,并用FSW焊接到原始部件的表面。这导致零件上具有非常坚硬耐磨的表面。在这种情况下,您基本上使用摩擦焊接作为金属电镀的伪衍生物。

如果你有一个工具,你想要使表面磨损不是一个问题,搅拌摩擦焊可能是焊接的方式。

表面致密化

搅拌摩擦焊接可以以类似的方式用于滚动致密,以获得一个高度致密的表面上的一个部分。部件的内部仍然是低密度的,如果你想要,这可以是有用的保持你的零件轻巧。

密封孔隙度

搅拌摩擦焊接应用于更多行业密封铝和铝合金之间的关节。它可以以相同的方式使用来密封粉末金属部件。

请记住,熔化可以产生孔隙率,使污染物渗透部分表面。希望您已经知道粉末金属部件本质上是多孔的。

压实和烧结过程无法完全消除孔隙率,如果要保持组件密封,这可能是一个问题。由于它没有完全熔化金属,FSW可用于密封表面的孔隙率,因此您不会将渗透到组件的孔隙中。

其他问题解决者

搅拌摩擦焊接是一种在特殊场合可以替代其他粉末冶金连接方法的利基应用。

烧结结合和烧结钎焊或其他焊接方法也是有价值的连接工具在粉末冶金行业。此外,一个先进的粉末冶金制造商还可以通过其他方式应对密度、孔隙率和表面硬度等挑战。

如果你有这么挑战,请随意询问粉末冶金工程师以下问题:

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主题:粉末冶金,材料,流程


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