不锈钢焊接中的线性摩擦焊接(下)

由于不锈钢焊接中的线性摩擦焊接具有许多好处，该工艺正促进飞机结构部件制造的效率飞速提升。金属飞机部件通常由超大型铸锭，锻件和挤压件加工而成。这是一个昂贵的过程，因为与加工后剩余的数量相比，购买的材料数量相当大。例如，20：1的买入（BTF）比率并不少见。LFW通过连接较小的工件来减少制造部件所需的材料，从而生产预成型件，随后将其加工成所需的尺寸，如图3所示。这对BTF比率带来显着的改善，这显着降低了制造成本。

由线性摩擦焊接预成型件机加工的钛合金航空部件

显微组织和力学性能

线性摩擦焊的外观相似，它们有几个不同的区域：焊接中心区（WCZ），热机械影响区（TMAZ）和热影响区（HAZ）。从技术上来说，WCZ和TMAZ都是“热机械影响区”，但是由于它们所具有的巨大不同的微观结构，它们通常被分开考虑。WCZ 经历了显着的动态再结晶（DRX），TMAZ没有。这些区域的范围和微观结构组成非常依赖于所使用的材料和加工条件。图4显示了一个典型的焊接示例。

LFW可以生产与各种钛合金，铝合金，镍基高温合金和钢以及某些不同材料组合的母材强度优异或相近的接头。此外，TWI有限公司最近的研究表明，焊缝的疲劳性能也可以超过钛合金母材的疲劳性能。

优点

线性摩擦焊接比竞争的制造工艺提供了许多优点，例如：焊缝保持固态，避免了许多与熔焊期间的熔化和凝固有关的缺陷，如孔隙和凝固裂纹。焊接部件的变形也减小了；该工艺具有比熔焊更低的峰值温度，减少金属间化合物的形成，并允许一系列不同的材料连接；该过程不需要填充金属，焊剂和保护气体；这个过程很容易实现自动化，使得这个过程具有高度的可重复性，而不依赖于人的影响，从而导致非常低的缺陷率；LFW通过连接较小的工件来减少制造部件所需的材料，从而生产出预制件，随后将其加工成所需的尺寸。这大大提高了买空比，从而大大降低了制造成本。