煤矿用钻杆头属于黄铜还是紫铜，摩擦焊技术的发展前景怎么样？
利用摩擦热焊接起源于一百多年前，此后经半个多世纪的研究发展，摩擦焊技术才逐渐成熟起来，并进入推广应用阶段。自从上世纪五十年代摩擦焊真正焊出合格焊接接头以来，就以其优质、高效、低耗环保的突出优点受到所有工业强国的重视。我国的摩擦焊研究始于1957年，发源地是哈尔滨焊接研究所，是世界上最早开展摩擦焊研究的几个国家之一，取得了很多引人注目的成果。
摩擦焊技术的主要优点归结为如下几个方面：
(1) 接头质量好且稳定。焊接过程由机器控制，参数设定后容易监控，重复性好，不依赖于操作人员的技术水平和工作态度。焊接过程不发生熔化，属固相热压焊，接头为缎造组织，因此焊缝不会出现气孔、偏析和夹杂，裂纹等铸造组织的结晶缺陷，焊接接头强度远大于熔焊、钎焊的强度，达到甚至超过母材的强度；
(2) 效率高。对焊件准备通常要求不高，焊接设备容易自动化，可在流水线上生产，每件焊接时间以秒计，一般只需零点几秒至几十秒，是其它焊接方法如熔焊、钎焊不能相比的；
(3) 节能、节材、低耗。所需功率仅及传统焊接工艺的1/5～1/15，不需焊条、焊剂、钎料、保护气体，不需填加金属，也不需消耗电极；
(4) 焊接性好。特别适合异种材料的焊接，与其它焊接方法相比，摩擦焊有得天独厚的优势，如钢和紫铜、钢和铝、钢和黄铜等等；
(5) 环保，无污染。焊接过程不产生烟尘或有害气体，不产生飞溅，没有孤光和火花，没有放射线。
由于以上这些优点，摩擦焊技术被誉为未来的绿色焊接技术。
摩擦焊技术在国内的发展及应用状况
经过几十年的发展，摩擦焊技术在国内目前已经具备了包括工艺、设备、控制、检验等整套完备的专业技术规模，并且在基础理论研究上也形成了一定的独立体系。
1 摩擦焊工艺研究与应用
目前我国摩擦焊技术的应用比较广泛，可焊接直径3.0～120mm的工件以及8000mm?的大截面管件，同时还开发了相位焊和径向摩擦焊技术，以及搅拌摩擦焊技术。不仅可焊接钢、铝、铜，而且还成功焊接了高温强度级相差很大的异种钢和异种金属，以及形成低熔点共晶和脆性化合物的异种金属。如高速钢—碳钢、耐热钢—低合金钢、高温和金—合金钢、不锈钢—低碳钢、不锈钢—电磁铁以及铝—铜、铝—钢等。近年来随着我国航空航天事业的发展，也加速了摩擦焊技术向这些领域的渗透，进行了航空发动机转子、起落架结构件、紧固件等材料（Ln718 Ti17 300M GH159 GH4169）以及金属与陶瓷、复合材料、粉末高温合金的摩擦焊工艺试验研究，某些电工材料的钎焊工艺也开始用摩擦焊接所取代。如电磁铁—不锈钢、钨铜合金等。目前我国采用摩擦焊接方法焊接的产品有：锅炉行业的蛇形管摩擦焊接，阀门行业的阀门法兰和阀体密封座的摩擦焊接，轴瓦行业的止推边轴瓦的摩擦焊接，工具行业的钻头、铣刀、铰刀的刃部与柄部的摩擦焊接，汽车及机车行业发动机的双金属排气阀、气门顶杆、柴油机预热室喷咀、半轴、扭力管、内燃机增压器涡轮轴，潜水电泵转轴，紫铜不锈钢水接头，铝铜过渡接头，纺织机梭子芯，关节轴承，泥瓦工具，地质钻杆，石油钻杆、实心、空心抽油杆，航空发动机集成齿轮，木工多用机床上的刀轴等等。
2 理论研究及工程应用
我国科技人员对摩擦焊接表面高温塑性金属层的形成、流动、扩展和焊接接头形成机理，摩擦焊接的能量转换及过程控制，大截面石油钻杆摩擦焊接工艺和强韧性控制，摩擦焊接接头灰斑缺陷形成机制及焊接接头断口形貌与断裂应变，铝—铜薄壁管摩擦焊接机理与接头性能和焊缝化合物相形成机制等方面进行了较深入地基础理论研究工作。
在工程应用上针对急待解决的一系列问题开展了摩擦焊技术研究的课题。其中摩擦焊接头形变热处理的工艺试验研究是一项有代表性的应用科学研究工作，这项研究率先在摩擦焊领域中引入形变强化与相变强化相结合通过改变传统的连续驱动摩擦焊过程，把焊接工艺同焊后热处理工艺实行工序兼并，利用焊接余热和刹车能耗在摩擦焊机上直接对摩擦焊接头进行形变热处理，机上配备的热处理装置可以更有效地实现相变条件的控制，这样就可以把摩擦焊过程中高温形变引入的大量位错等用淬火相变牢固地钉扎住，充分发挥形变强化与相变强化的双重作用取得的以往用单一方法不能达到的强韧化效果。实现了在不降低接头强度的前提下，韧性超过调质母材的水平，这套技术不仅提高了焊接质量而且简化了工艺，减少了焊后热处理的加热次数，降低了成本。该项研究成果处于世界领先地位，目前在抽油杆、油管的生产和钻杆的修复上进行了推广应用。为控制铝—铜过渡接头脆性层的产生，研究了低温摩擦焊并应用于生产。近年来对超塑性温度范围内相变温度以下摩擦焊进行了研究，并取得了阶段性成果；在焊接质量监控方面，先后研制了摩擦焊功率极值控制仪及微机质量监控装置。微机质量监控装置是对焊接过程的轴向压力、主轴转速、摩擦扭矩、焊件轴向缩短量、时间、焊接温度及形变热处理温度等影响焊接接头质量的主要参数的变化进行监控。在新材料的焊接性，摩擦焊接信息过程与传感技术，摩擦焊接参数计算和实时监测与闭环控制，摩擦焊缝缺陷形成机制与力学行为，摩擦焊接头强韧性控制，摩擦焊接物理参量场（温度场，应力应变场）数值模拟，以及高速摄影、频谱分析等相关试验技术等方面也开展了较系统深入的研究工作。
近几年来搅拌摩擦焊技术也引起了我国科技工作者的高度重视，先后开展了对铝合金（如防锈铝、锻铝、硬铝、超硬铝等）、紫铜、PVC塑料等材料的搅拌摩擦焊研究，同时还在积极开展钛合金、镁合金和黑色金属的搅拌摩擦焊工艺研究，同时对搅拌摩擦焊的机理、微观组织、力学性能和搅拌摩擦焊的核心技术搅拌头等都展开了深入的研究。并取得了一定的工程应用。
3 摩擦焊机的生产与相关技术
我国现有六百余台摩擦焊机，绝大部分是连续驱动摩擦焊机。近年来由于加强了与德国KUKA、日东株氏会社、美国MTI公司等摩擦焊机制造公司的交流与引进样机，焊机先后采用了液压马达驱动的主轴系统，串联轴承组——平衡油缸液力平衡旋转活塞，多片式粉末冶金涂层离合器，滚动导轨和可编程序控制器（PLC）控制等多项先进技术，使焊机制造水平有了较大的提高。
随着实际生产的需要。国内对于其它型式的摩擦焊机也进行了研制，如长春焊接设备厂研制了小吨位的惯性焊机，相位摩擦焊机，哈尔滨焊接研究所研制了具有形变热处理功能带机上淬火装置及自动去飞边装置的混合式摩擦焊机，变频调速相位摩擦焊机。哈尔滨量具刃具厂研制了20T双头摩擦焊机，中国兵器工业第五九研究所研制了小吨位径向摩擦焊机，北京赛福斯特技术有限公司研制了系列搅拌摩擦焊机等等，这些焊机有的技术指标和制造水平已达到或接近国外同类焊机的水平。
面对国内市场的需要，摩擦焊机的生产也在向系列化方向发展，目前国内生产的焊机最大吨位是1250kN，最小是5KN。总之，在国内的焊机系列中，变型少，品种也比较单一，还没有巨型机和微型机。与焊机相配套的去飞边装置，自动上下料装置，焊后热处理，无损检测装置等虽有不同的类型，但是这些还比较专业化，没有形成标准通用的系列，有待不断的完善。我国也有了自己的摩擦焊机行业标准，随着制造技术的提高，这个标准也将有待向着较高水平方向修订。
摩擦焊技术发展的展望
我国摩擦焊技术的发展现状还很不适应国民经济高速发展的需要。今后5—10年内我国的摩擦焊工作者还要在材料的焊接性、摩擦焊的焊接方法、摩擦焊设备和摩擦焊的应用领域展开更加深入的研究。
1 材料的焊接性
主要瞄准那些难以熔焊的及新兴的焊接材料的焊接，象钛合金与不锈钢的摩擦焊接、钛与铝的摩擦焊接、纯钛与纯铜的摩擦焊接、高熔点材料的摩擦焊接、轻金属的摩擦焊接、粉末合金材料的摩擦焊接、新兴材料的摩擦焊接、铸造合金的摩擦焊接、钢材与活性金属的摩擦焊接等等材料的摩擦焊接性研究。对材料摩擦焊接物理、化学、力学冶金的基础理论进一步深入研究，拓宽摩擦焊可焊材料领域。
2 摩擦焊方法
今后5—10年要加大力度开发一些新的摩擦焊方法，逐步完善并扩大其应用范围。
（1）相位摩擦焊
可实现有相位要求的工件的摩擦焊接，扩大了摩擦焊的应用领域。目前生产中对如六方形断面的零件、八方钢、汽车操作杆、花键轴、拨叉、两端带法兰的轴等均要求采用相位摩擦焊。在电控技术和机械技术高度发展的前提下，为大吨位相位摩擦焊机的研制提供了可能。
（2）线性摩擦焊
线性摩擦焊技术，是两个工件以一定的频率和振幅进行往复运动产生热量进行的焊接，它可以将方形、圆形、多边形截面的金属或塑料焊接在一起。它可以焊接更不规则截面的构件，象叶片与涡轮等，以后要深入开展线性摩擦焊机原理、振动系统动力学等的研究，为研制大吨位的性摩擦焊机作准备。
（3）径向摩擦焊
径向摩擦焊由于其引入中间旋转加压圆环，不仅改变了摩擦面的方向，焊件也由相对旋转加压变为相对固定加压，它非常适合于长管子的焊接。
古人是如何制作玉器的？
古人是如何治作玉器的？
谈到古人治作玉器离不开治玉工具，它在不同时期有不同的变革，在中国几千年的治玉史上、可以推演出“发展演变”的几个时期。
“如切如磋，如琢如磨”切、磋、琢、磨四字概括了骨、牙、玉、石的施治方法，其实这四字用在中国古人治玉的前三个时期十分合适，这一时期是中国古典主义玉雕的产生、发展、完善并达到顶峰的时期。
第一 原始治做玉器时期：出现并发展于新石器时代；此期是治玉工序与工艺初创的时期，主要使用石质工具，也利用砂绳等软性工具，根据史籍以及考古发掘资料显示，最早的工具是打砸工具（石具），所谓的“它山之石可以攻玉”。
锯工的出现相对于原始治玉早期省力、工效增加，用牛筋和绳子等拉成一个弓型，套在转磨的磨具上，做来回的推拉运动，这就是最早的琢玉工具。
新石器时代晚期可能在某些地域文化中已出现了某种原始砣机，使用横轴立砣旋转，手给动力，多人分工合作共同操作，砣具可能以石、木、骨、陶等自然材料而非金属材料制造而成。
在锯工的基础上，逐渐发明了跽坐几式砣机（简单砣机），将原来的手拉改为手摇，用木轴带动陀头，这样节省了二个手的用力，又可以提高效率。
后来金属的出现治成砣具，这样力度加大，砣具加大，旋转周期加长，雕琢的玉器范围也更大，图案和纹饰也就更加丰富。
史前时期的治玉工艺还不十分明确，但从出土的玉器看，此时治玉的基本工序：採玉、开璞、成形、钻孔、镂刻、雕纹、镶嵌、打磨、拋光等均已出现。
开璞成形主要使用‘线切割’或‘片切割法’切割玉材，所谓线切割主要用的是砂绳切割，也可以用皮条切割，是典型的以柔克刚范例，以麻绳加解玉砂加水即能将一块玉料切剖开来。
切开的玉料剖面，常见凹凸不平的弧形线痕跡，后期如无法打磨平整，则会留在器物表面；片切割技术则是用石刀或石片，加上解玉砂和水，对玉料进行切割，所切剖面较為平直。
【麻绳蘸湿砂对玉料进行切割的试验】
实心钻和管钻技术也被广泛应用，实心钻所用工具以细石器和石钻头为主，可以製成简单的钻杆式工具。
管钻工具目前还无定论，推测应是骨管、竹管一类的软性工具，同线切割的原理一样，真正对玉料起到切磨作用的是解玉砂（因解玉砂中含有大量硬度达到七的石英砂颗粒，比玉硬）。
但是解玉砂在切磨玉器的过程中，对工具本身也会有较大的磨损，故而常常形成外口大，裡口小的喇叭孔。
钻孔技术在去料和镂空工艺中也发挥著重要的作用，红山文化的玉马蹄形器要去掉中间的玉芯，需先打钻，钻出一个孔后，穿入砂绳或皮条进行线切割，逐渐将玉芯掏出，同样的玉器镂空亦用如此方法。
【马蹄形器利用线切割掏出内心示意图】
新石器时代玉器在纹饰雕刻上，此时已出现了阴刻、浮雕、减地、剔地等多种技法，所用的工具可能有多种，不同文化地区中治玉工具也不完全相同。
但从目前考古发现的一些治玉作坊来看，石器的使用，尤其是细石器的使用似乎最為普遍，因大多数细石器是以硬度达到七的石英、玛瑙、燧石等製成，将细石器装上木柄或竹柄，就可以製成雕刻器，雕刻纹饰十分方便。
良渚玉器中的一些纹饰雕刻可能就是直接用这类雕刻工具刻划的，而良渚文化玉琮简化人面纹冠饰中笔直弦纹的刻划，推测当时已有规矩直尺等原始工具的出现。
史前玉器纹饰的雕琢是否已使用原始砣具，学术界一直存在著争议；安徽的凌家滩文化、东北地区的红山文化、长江中下游的石家河文化、龙山文化等文化区域的玉器可能已使用原始砣具。
第二 铜砣几式砣机治做玉器时期：基本相当于夏商至春秋早中期；此时，砣机已明确出现，因当时人们为跪坐之姿，所以使用几式砣机，安装青铜砣具，手给动力，操作上渐趋成熟，因为有了青铜金属工具的参与，治玉速度加快。
【跪坐几式砣机示图】
如果说史前时期是否使用砣具还有所争议的话，那么夏商周时期，砣机在治玉工艺上的应用基本没有什么疑问了，殷墟出土的玉石人，使我们了解当时人们的坐姿是所谓的‘跪坐’，即臀部坐落於两足之上。
四川金沙出土的商代晚期石人亦为此种坐姿，可见跪坐已成为大江南北一种普遍的坐姿，一直延续到汉魏时期，所以此时的砣机也只可能为几式砣机，使用手动力。
另一方面，新石器时代晚期，已经有了铜的冶炼，进入商周之时，青铜器已大量使用，这一切都会用於治玉工具的革新中，可能最早的金属工具为较软的红铜制作，后来过渡到青铜。
青铜铸造的可塑性，使治玉工具可做到刃薄而锋利，圆形片状工具可以砣磨出细而婉转流畅的线条，这是石质工具无法比拟的，当然，不可否认，因为治玉业有地域和生产力水平的制约。
此期青铜工具的出现并没有完全取代原始的治玉工具，二里头文化、商，甚至西周前期的一些玉器雕琢中，开料、成形、划线等工序还常常能看到线切割和石质工具的痕跡。
【解玉砂】
但是从高等级王、侯墓葬出土的玉器看，大多已经实现了青铜工具的使用，正是有了金属工具的参与，许多原本做得不好的剖切、刻划、雕琢可以做的更好了。
铜工具的出现也奠定了中国琢玉设备、工具、辅料以及工艺的基础，以后的几千年中只有工具和设备的改善，在基本技法上，没有发生太大的变化。
【琢玉时砣子使用的示意图】
雕纹方面，商代玉器纹饰线条在转折处较为方硬，曲度、翻卷都不统一，阴线在转弯时外侧多留有粗的毛道，为砣具蘸解玉砂琢成。
夏商之时玉器雕琢除普通的阴刻线外，还流行一种双沟阴线纹，以雕琢两条平雕琢中即不减地，也不浮雕，线条并不高于平面，但视觉上却有阳线的效果，又称‘双沟’、‘双阴挤阳’、‘假阳线’等。
而西周中期则出现了一种‘一面坡’工艺，其实就是两条平行阴刻线中一条使用斜砣或在雕琢中将砣片倾斜的技术手法，这种手法可使玉器呈现出立体感和层次感，是玉雕工艺上的明显进步。
这种斜砣工艺手法发展到汉代，就是所谓的‘汉八刀’工艺，常用于汉代的玉握猪、玉蝉之上，其实并非八刀制成，而是一种线条流畅犀利的大斜砣工艺。
另外，此期玉雕工艺在原有阴刻、浮雕、圆雕的基础上，还发明了真正意义上的玉质器皿的掏膛，活环套接技术以及铜内玉兵器的制作，是一个治玉工艺完善发展的时
第三 铁砣几式砣机治做玉器时期：从春秋晚期至南北朝时期；因人们还是席地而坐，砣机依然为几式砣机。
但因为冶铁技术的提高，铁质砣具开始使用，虽依然是手动力，但因铁质工具比青铜更硬和尖利，治玉速度进一步提高。
玉雕工艺的进步总是最大程度的表现在工具的革新上，春秋中晚期冶铁技术的应用对玉雕业来说是又一次工具的变革。
而战国至汉代玉器能够取得如此高的艺术成就，完全与铁工具的使用有著密切关係；只是此时还是跪坐之姿，故依然是几式砣机，手动力。
春秋战国时期，各个诸侯国都有自己的治玉作坊，所制玉器的纹饰风格亦不相同，战国时期的楚式玉器制作最为精美，即使是小件玉器，也极尽繁复。
除主体纹饰外，常用网格纹等细小的纹饰填满空隙，汉代玉器则将战国玉器的造型、纹饰发展到了极致，充分利用大一统帝国的优势。
玉器造型向大件、雄伟、气势磅礴上发展，纹饰佈局看似对称，实则灵活多变，龙、螭、凤等姿态多样，肌肉矫健，充满著张力，达到了中国古典玉雕艺术的高峰。
春秋到汉代，玉雕工艺还有一个显著的特点就是葬玉的发达，葬玉有一套专门的制作体系，虽然在工艺上葬玉的制作工序和日常用玉没有太大的差别，但是工艺的精细程度却有著很大的不同。
相对来说较为粗糙，会保留较多的治玉过程中的痕跡，但凡是日常生活中所用的玉器，如各种佩饰、用具，则大多精工细琢，打磨拋光时制作过程中留下的工艺痕跡也常常被磨掉，很少保留。
当然，偶然也会看到部分工艺痕跡，如去料的管钻痕，玉剑璏贯孔中铁条去料的竖向排列痕等；另外，此期也常常出现玉与金属相结合的工艺。
第四 铁砣桌式砣机治做玉器时期：最晚到隋唐之前由跽坐几式砣机发展成高蹬砣机，并且一直延续到民国至新上世纪新中国成立的五六十年代。
此期傢俱抬高，砣机发展为高蹬桌式，明清时又称为水凳；所谓高蹬就是将坐在工具加工的凳子加高，脚踏的板子也就随之高起来，这样空间就大了。
当脚蹬下去的时候，力量也就变大，这样就可以用大的钻头，或者沉重的钻头，这样的变革就是高蹬砣机；利用脚踩动力，使用铁质砣具，一人操作，足踏旋转，手脚协调使用，治玉速度更快。
前三个时期，治玉砣机的式样均是根据当时历史背景及参考后世砣机式样想像复原而来，第四期时，我们在明代《天工开物》珠玉篇中找到了目前发现最早的治玉砣机式样图，并有对琢玉的描述：
「凡玉初剖时，冶铁為圆盘，以盆水盛砂，足踏圆盘使转，添沙剖玉，逐乎划断。可以看出圆盘砣机的式样和解玉砂如何使用，但未涉及到其它的雕琢工具及拋光工具。
【《天工开物》中的砣机式样】
目前所见介绍古代玉雕工艺流程最為详细的是清末李澄渊所作的《玉作图》，这是李澄渊於一八九一年（光绪十七年）应英国医生毕索普要求而作。
他不仅描绘了工匠治玉操作的场景，还将重要工具一一注明，可以说是玉器製作的连环画，以图文并茂的形式将玉雕工艺分為：
捣沙、研浆、开玉、扎碢（砣）、冲碢（砣）、磨碢（砣）、搯堂、上花、打钻、透花、打眼、木碢（砣）、皮碢（砣）等十三个工序；前两道治玉工序在书中合為一个，三至十三共十一个工序，共十二个工序。
【李澄绘冲砣图及打钻图】
治玉工艺发展的前四个时期为古代治玉阶段，解玉砂和砣具是我们重点关注的物件，而通过对前四期古人治玉和现代治玉的对比，可以发现工艺在中国古玉鉴定断代中起著非常重要的作用。
手动砣机一直沿用到民国和解放初年，所以这个时候的雕刻技术和今日的电动工具就成了一个分界线，这也给我们辨别工艺带来了最大的辨别点。
原来一件玉器要加工几个月甚至几年以上，现在的加工效率高、几个小时就完成，一般工艺发展是随着年代的变迁而变化的，也是在工具的发展过程中慢慢改变的。
文化时期晚期手工“跽坐几式”砣机的出现，延续到汉代，汉代以后至隋唐出现了高蹬砣机、并普遍使用，一直延续至晚清民国、新中国成立，到上世纪五六十年代，被电动砣机所取代……