犁沟的个人理解
什么是犁沟
犁沟,是搅拌摩擦焊的其中一种常见焊接缺陷,也称表面沟槽,它通常出现在焊缝的上表面,偏向焊缝的前进侧,形成沟槽状。这种缺陷的形成原因主要是由于焊缝周围的热塑性金属流动不充分,导致焊缝的塑性金属无法充分填充搅拌针行进过程中留下的瞬时空腔。因此,在焊缝靠近前进侧的位置会形成表面沟槽
参考:
犁沟的产生
- 材料流动不充分:在
FSW过程中,如果焊缝周围的热塑性金属流动不充分,即塑性金属的流动不能有效填充搅拌针行进时留下的空间,这可能导致在焊缝的上表面形成犁沟。- 如果焊接速度相对于搅拌针的旋转速度过快,那么搅拌针后方的热塑性材料可能没有足够的时间流动和重新分布,以填充由于搅拌针前进而形成的空腔。
- 焊接时如果下压量(即搅拌针压入材料的深度)不足,搅拌针后方的轴肩对材料的挤压作用减弱,导致材料不能有效地从后侧流向前方,从而在焊缝的上表面形成沟槽。
- 较小的轴肩直径可能无法提供足够的压力来促进材料的侧向流动,使得材料不能充分填充由搅拌针旋转造成的空间,进而在焊缝表面形成犁沟。
- 某些材料的热物理性能可能导致其在焊接热影响下流动特性较差,比如热传导率高的材料可能会更快地散失热量,导致材料未能达到足够的塑性状态以流动和重新分布。
- 焊接参数不当:焊接速度、旋转速度和下压量等焊接参数选择不当,可能会导致材料流动和热输入的不均衡,进而形成犁沟。
- 设备稳定性:设备的稳定性不足,如振动或移动不一致,也可能导致材料流动不均匀,形成犁沟。
- 间隙过大:过大的间隙会影响焊接过程中材料的流动和填充行为,间隙过大可能就会产生以下原因:
- 材料填充不足:如果两个被焊部件之间的间隙过大,那么在焊接过程中,搅拌针后方的热塑性材料可能无法充分流入并填充这个间隙,导致在焊缝上表面形成犁沟。
- 热传导效率降低:间隙过大可能会降低搅拌头与材料接触部分的热传导效率,从而减少搅拌区域的热输入,影响材料的塑化和流动。
- 焊接稳定性差:过大的间隙可能导致焊接过程中的不稳定性,比如搅拌针可能会在间隙中偏移,影响材料流动的一致性。
- 焊接缺陷风险增加:间隙的存在还可能增加其他焊接缺陷的风险,如孔洞或未焊透,这些缺陷可能会和犁沟缺陷共同出现。
预防措施
警告
仅供参考
- 在焊接前,应尽可能精确控制被焊部件之间的间隙,使其保持在适合
FSW工艺的范围内。 - 使用合适的工装夹具来保证焊接部件的正确对齐和稳定,减少间隙。
- 如果间隙较大,可能需要调整焊接参数,如增加下压量或调整焊接速度,以促进材料的流动和填充。
- 在焊接前和焊接过程中进行严格的质量检查,确保所有部件的尺寸和形状符合焊接要求。避免天生残疾的流到 FSW 工序中,FSW 不是华佗也不是扁鹊