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  焊前,待焊的一對工件中,一件夾持于旋轉夾具,稱為旋轉工件,另一件夾持于移動夾具,稱為移動工件。焊接時,旋轉工件在電機驅動下開始高速旋轉,移動工件在軸向力作用下逐步向旋轉工件靠攏,兩側工件接觸并壓緊后,摩擦界面上一些微凸體首先發生粘接與剪切,并產生摩擦熱。隨著實際接觸面積增大,摩擦扭矩迅速升高,摩擦界面處溫度也隨之上升,摩擦界面逐漸被一層高溫粘塑性金屬所覆蓋。
  此時,兩側工件的相對運動實際上已發生在這層粘塑性金屬內部,產熱機制已由初期的摩擦產熱轉變為粘塑性金屬層內的塑性變形產熱。在熱激活作用下,這層粘塑性金屬發生動態再結晶,使變形抗力降低,故摩擦扭矩升高到一定程度(前峰值扭矩)后逐漸降低。隨著摩擦熱量向兩側工件的傳導,焊接面兩側溫度亦逐漸升高,在軸向壓力作用下,焊合區金屬發生徑向塑性流動,從而形成飛邊,軸向縮短量逐漸增大。隨摩擦時間延長,摩擦界面溫度與摩擦扭矩基本恒定,溫度分布區逐漸變寬,飛邊逐漸增大,此階段稱之為準穩定摩擦階段。
  在此階段,摩擦壓力與轉速保持恒定。當摩擦焊接區的溫度分布、變形達到一定程度后,開始剎車制動并使軸向力迅速升高到所設定的頂鍛壓力此時軸向縮短量急驟增大,并隨著界面溫度降低,摩擦壓力增大,摩擦扭矩出現第二個峰值,即后峰值扭矩。在頂鍛過程中及頂鍛后保壓過程中,焊合區金屬通過相互擴散與再結晶,使兩側金屬牢固焊接在一起,從而完成整個焊接過程。在整個焊接過程中,摩擦界面溫度一般不會超過熔點,故摩擦焊是固態焊接。
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