木材加工黑科技——不得不说的木材摩擦焊接!(原创)

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2020
02/05
12:46
鲁班小编
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木材焊接?听起来是不是有点儿不可思议,焊接的定义是一种以加热、高温或者高压的方式接合金属或其他热塑性材料如塑料的制造工艺及技术。确实,在我们的印象中焊接的对象一般都是金属,木材这种惧怕高温的材质要如何进行焊接呢?

木材加工黑科技——不得不说的木材摩擦焊接!(原创)

今天小编就带大家来了解一下。

一、什么是摩擦焊接

摩擦焊作为近年来焊接的“大热门”,是利用工件端面相互运动、相互摩擦,使端部达到热塑性状态,然后迅速顶锻,完成焊接的一种方法。

摩擦焊接技术不必引入外热源,可以大大简化工艺过程,减少辅助加工装备,有效减少了生产成本和对环境的污染。摩擦焊接技术同时具有焊接接头质量稳定、焊接效率高、易于实现自动化、低能耗等优点,而木材的焊接利用的就是这种摩擦焊接技术。

木材加工黑科技——不得不说的木材摩擦焊接!(原创)

二、木材如何进行摩擦焊接

木材摩擦焊接是对两个木质构件进行线性往复或旋转摩擦,摩擦产生的热量可以使木材中的高分子聚合物被熔融,木材中的纤维在构件运动中相互缠绕,当运动停止后,缠结的木纤维被冷却熔融层包裏形成焊接缝,从而将木质部件连接在一起。

木材加工黑科技——不得不说的木材摩擦焊接!(原创)

三、木材焊接四个阶段

木材摩擦焊接一般可以分为四个阶段

①初始阶段:两个紧密接触的木构件开始进行相对的往复运动,构件表面通过摩擦产生热量;

②瞬态阶段:伴随着摩擦的进行,摩擦界面温度不断升高,摩擦区域的材料开始软化、熔融;

③稳定阶段:木材焊接界面摩擦热量趋于稳定,熔融层开始塑性流动,在压力的作用下,摩擦界面高温塑性木材高聚物不断被挤出,形成飞边;

④冷却阶段:摩擦停止后,聚合物材料冷却凝固,最后连接成为一体。

四、木材焊受到哪些因素影响?

首先木材自身特性,如木材种类、含水率、密度、年轮宽度等因素都会对木材摩擦焊接产生一定影响。其次不同的焊接方式由于自身加工特点不同,所受的影响因素也有所不同,摩擦焊接可以分为线性振动摩擦焊接和高速旋转摩擦焊接,线性振动摩擦受焊接压力频率、焊接时间、振幅等焊接工艺参数的影响;高速旋转摩擦焊接则受到圆棒榫旋转速度、插入速度、圆棒榫直径和预钻孔径之间的差异等焊接工艺参数影响。

木材加工黑科技——不得不说的木材摩擦焊接!(原创)

五、小结

尽管木材摩擦焊接技术已经在诸多领域有过尝试,但是如何将其广泛地应用于生产实践依然存在着诸多问题。例如,线性振动摩擦木材焊接受设备的影响,无法进行大尺寸木构件的焊接;木材摩擦焊接不能长期抵抗水的侵蚀,暂时还只能应用在室内环境下。

在倡导绿色制造的21世纪,木材摩擦焊接技术不用任何添加剂,可以保持木材原有的所有优良特性,具有高力学强度、高加工效率、绿色生产、产品回收再加工简单等优点,在家具和室内装修行业的应用中有巨大的潜力。

THE END
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摩擦焊接
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