根据连续驱动摩擦焊的简化模型,推导了焊接过程的热输入数学模型,并通过热过程分析,建立了连续驱动摩擦焊三维热分析有限元计算模型;利用有限元软件ANSYS计算获得了45钢连续驱动摩擦焊接头温度场的分布特征,并与用红外测温仪测得的接头温度场进行了比较,验证了模拟结果。

采用连续驱动摩擦焊方法对低碳钢进行摩擦焊接。探讨了摩擦压力和顶锻压力对接头形貌和抗拉强度的影响,利用光学显微镜和扫描电镜分别对接头区和接头断口进行了观察。研究表明接头的焊缝区晶粒大小明显细化。接头断裂的方式为解理断裂和韧窝断裂的混合断裂方式。

对活塞杆连续摩擦焊接头“零保温”淬火热处理工艺进行了设计和实验,并结合热处理后接头的拉伸性能测试、显微组织观察、拉伸断口分析等,分析了“零保温”淬火温度对焊接接头拉伸性能的影响,研究表明:采用“零保温”淬火的调质热处理能够改善接头微观组织,细化晶粒,在保持良好延塑性的情况下有效提高接头拉伸强度。

利用有限元分析软件ANSYS，仿真了液压缸活塞杆连续驱动摩擦焊接头温度场，并根据仿真参数进行了实验验证。结果表明：焊接初始阶段温度急剧升高，接着升速放缓，最后趋于平衡；依据滑动摩擦机制所建立的热源模型，能够反映生热功率和焊接温度之间的反馈平衡作用，从而使焊接过程始终保持固相。仿真结果与实验结果比较吻合。

为满足液压缸活塞杆强度和质量要求，引人了活塞杆连续驱动摩擦焊焊接工艺。该文通过设计合理的焊接接头形式和焊接工艺流程，探讨了镀层对摩擦焊接头焊接质量的影响。通过小批量的生产验证、相关检测及装机试验，摩擦焊焊接接头满足了主机的使用和可靠性要求。