摩擦焊
摩擦焊工艺主要包括接头形式的设计和焊接参数的选定。
接头形式的设计
旋转式摩擦焊时，焊件端面的形状至少应是一个圆形的横截面。各种常用的摩擦焊接头形式，，如下图所示。为了增大焊件的接合面积，可以采用下图b所示的锥形斜面。
复式接头的设计应满足在同一转速下，同时焊接两个接头的要求。当接头要求外形美观，且无法清除飞边时，可以设计成带飞边凹槽特殊形式的接头。
设计摩擦焊接头的基本要点，是使焊件具有足够的刚度，以防止加压时顶弯，并对焊件的长度和直径公差，焊件端面的垂直度、平面度和表面粗糙度提出相应的要求。
焊接参数
摩擦焊的焊接参数主要有：转速、摩擦压力、摩擦时间、停车时间、顶锻延时、顶锻压力及硬锻变形量。这些参数对接头的质量都产生重要的影响。
1)转速与摩擦压力。
对于给定直径的焊件，接合面上任一点的摩擦速度与转速成正比。对于实心的圆截面焊件，接合面上的平均摩擦速度，以2/3半径圆周的线速度表示。为了将接合面加热到所要求的焊接温度，平均摩擦速度必须高于极限摩擦速度。对于低碳钢焊件，极限摩擦速度为0.3m/s。在实际生产中，可采用的平均摩擦速度范围为0.6~3m/s。
为使摩擦面产生足够的热量，保证接合面全部接触，应对焊件施加一定的摩擦压力。在稳定的摩擦阶段，随着摩擦压力的增大，摩擦转矩增加，摩擦热功率升高，摩擦变形速度也相应加快，变形层加厚，深度塑性流变径向增长，以形成牢固的接头。但压力过大，易形成粗大而不对称的飞边。低碳钢焊件焊接时，合适的摩擦压力范围为30~100MPa。
2)摩擦时间
摩擦时间决定了接头的加热程度、轴向变形量和焊接能量的消耗。摩擦时间太短，接合面的加热不足；摩擦时间太长，接合区金属容易过热，变形量和飞边过大。确定摩擦时间的原则，是要求在加热阶段终了的瞬间，接合区沿轴向有较厚的变形层和较小的飞边，而在顶锻阶段能产生较大的轴向变形，且变形层沿焊件的径向有较大的扩展，以确保形成强度足够的接头。
连续驱动摩擦焊时，可以采用两种不同的焊接参数：一种是强参数，即转速较低、摩擦压力大、摩擦时间短；另一种是弱参数，即转速高、摩擦压力小、摩擦时间长。通常强参数的摩擦时间只有几秒钟，而弱参数的摩擦时间长达几十秒。
3)停车时间与顶锻延时
连续驱动摩擦焊时，在制动停车阶段，由于转速逐渐降低，摩擦压力增大，摩擦转矩和轴向缩短速度也相应加大。为了保证接头的质量，如变形层较厚，则停车时间应缩短；如变形层较薄，刚停车时间应适当延长。通常制动停车时间控制在0.1~1.0s的范围内。
调整顶锻延时，可改变峰值转矩和变形层厚度。
4)顶锻压力与顶锻变形量
顶锻压力的作用是挤碎并排出变形层中的氧化金属和其他有害杂质，使接合面金属经受锻压变形。顶锻变形量，即为顶锻过程中焊件的轴向缩短量。
顶锻压力取决于焊件的材料种类、接合区的温度和变形层厚度。焊件材料的高温强度较高时，要求较大的顶锻压力；接合区温度高、变形层较薄时，则可选用较小的顶锻压力。
碳钢焊件连续驱动摩擦焊时，顶锻压力通常为摩擦压力的2~3倍。适用的顶锻压力范围为100~200MPa，顶锻变形量为1~6mm，顶锻速度范围为10~40mm/s。
