江門鋁板攪拌摩擦焊介紹

波音公司對(duì)多種攪拌摩擦焊接頭進(jìn)行了研究。薄板對(duì)接接頭是航空領(lǐng)域使用Z普遍的一種連接方式. 這種攪拌摩擦焊接頭容易制造，其實(shí)用性已經(jīng)被證明。但是搭接接頭的攪拌摩擦焊由于中間橫向界面的存在，相對(duì)比較困難，材料的清洗，接頭的外形以及上層零件的厚度減少等都需要研究。由于攪拌頭肩臺(tái)的存在，飛機(jī)肋條需要變?yōu)門形以承受焊接壓力，焊后由于T形接頭焊核兩邊存在缺口，由此引起的應(yīng)力集中會(huì)減少接頭的壽命。 T形接頭的兩側(cè)存在缺口（圖4°）的原因是T形搭接無法實(shí)現(xiàn)攪拌頭和底部支撐材料的等寬度焊接. 底部材料必須作為攪拌塑化材料的容器實(shí)現(xiàn)焊接。缺口的存在通常會(huì)引起嚴(yán)重應(yīng)力集中，從而減少結(jié)構(gòu)件的疲勞壽命；但對(duì)T形接頭以及擴(kuò)展蒙皮的“蝴蝶”高周試驗(yàn)卻很有趣，通過試驗(yàn)觀察，疲勞失效很少發(fā)生在缺口的尾段，相反卻多發(fā)生在懸臂筋條末端的未焊接蒙皮上。波音公司目前致力于攪拌摩擦焊研究和應(yīng)用，其中主要研究薄板對(duì)接接頭、厚板對(duì)接接頭、薄板T形接頭在航宇工業(yè)中的應(yīng)用。引起了各國(guó)學(xué)者和研究機(jī)構(gòu)的G泛重視 ,成為了國(guó)內(nèi)外的研究熱點(diǎn)。江門鋁板攪拌摩擦焊介紹

試驗(yàn)采用Al-Mg系列5A06鋁合金制備對(duì)接接頭試樣，該鋁合金具有較高的強(qiáng)度和較好的焊接性。 對(duì)MIG焊和FSW試樣，首先用兩塊大平板對(duì)接施焊，然后用線切割將對(duì)接板件切割為具體試樣。 試驗(yàn)表明，MIG焊試樣我勞斷裂發(fā)生在焊縫中心的試樣，其疲勞裂紋萌生在氣孔缺陷部位。其它試樣盡管存在一定氣孔缺陷，但由于其應(yīng)力集中相對(duì)較低，對(duì)疲勞行為影響不明顯，而焊趾部位和在此處的微缺陷是導(dǎo)致疲勞斷裂的主要因素。 另外，雖然采用局部點(diǎn)固和雙面對(duì)稱焊接措施控制焊接變形，但所有試樣均出現(xiàn)了3.1°~4.8°的角變形。在疲勞拉伸載荷作用下，焊接角變形將產(chǎn)生附加的彎矩作用，并增加焊趾局部的應(yīng)力集中，從而進(jìn)一步降低MIG焊接接頭疲勞強(qiáng)度。 對(duì)焊態(tài)FSW對(duì)接接頭，在攪拌摩擦焊接過程中，攪拌工具肩部要與被焊試板緊密壓在一起，工具肩部的攪拌頭插入板件對(duì)接線處，為保證工具肩部與工件的緊密結(jié)合，攪拌頭的長(zhǎng)度應(yīng)稍小于焊接板的厚度。 攪拌摩擦焊試樣的疲勞強(qiáng)度明顯高于MIG焊試樣的疲勞強(qiáng)度，F(xiàn)SW的S-N曲線比MIG焊的變化更為平緩。深圳雙軸肩攪拌摩擦焊他們對(duì)攪拌摩擦焊實(shí)現(xiàn)的效果贊不絕口。

采用攪拌摩擦焊對(duì)TCL 敬公金承LP6招合金導(dǎo)種金屬進(jìn)行焊接，采用金相、掃描電鏡和能相分析評(píng)接接頭的組織。結(jié)果表明攪拌摩擦焊接頭中，鈦合金母材與焊接的界面凸凹不平，這界處昏亮顆粒，兩部合金母材與焊被的界面光滑、平整；焊接區(qū)鋁合金基體上分布大小不等的顆粒，這種數(shù)兩種類型，一種顆粒的尺寸較小、呈細(xì)長(zhǎng)條狀，另一種顆粒尺寸較大，整體呈暗灰色、邊緣有少量劃條帶。兩種顆粒中均有TY-Al金屬間化合物存在數(shù)合金/鋁合金異種材料焊接時(shí)，攪拌頭的磨擦膠性在焊接和鋁合金母材的邊界存在在攪拌頭磨損后脫落的顆粒。

攪拌摩擦焊接技術(shù)在電力行業(yè)應(yīng)用：中國(guó)攪拌摩擦焊中心與電子科技聯(lián)合研制開發(fā)6063、LD10和LF5等鋁合金散熱器的攪拌摩擦焊接工藝，該散熱器用作某型號(hào)控制電路板外接液冷散熱，以保證電子元器件正常的工作溫度。 它傳統(tǒng)的焊接工藝是將蓋板與底座用釬焊方法進(jìn)行連接，形成蛇形液流通道空腔，電路板置于其上，工作過程中通入循環(huán)冷卻液進(jìn)行散熱。但是，復(fù)雜的蓋板與槽之間形成了復(fù)雜的配合效果，整條焊縫的配合間隙極不一致，采用釬焊很難保證復(fù)雜的蛇形曲線焊縫得到一致的連接深度和強(qiáng)度、容易出現(xiàn)多種難以避免的焊接缺陷。前期生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，零件表面加工掉lmm左右的余量之后，打壓試驗(yàn)中出現(xiàn)了多處的滲漏；而且部分釬料滲流到液流通道中影響流量，并污染冷卻液。經(jīng)研究課題組決定嘗試采用攪拌摩擦焊接方法進(jìn)行焊接。 采用攪拌摩擦焊接專yong設(shè)備及其焊接的兩件蛇形蓋板鋁合金散熱器，焊后表面加工掉1mm后打壓4MPa持續(xù)20分鐘無滲漏，超過2MPa持續(xù)15分鐘無滲漏的設(shè)計(jì)要求。且通過理論計(jì)算。但對(duì)15mm寬帶板內(nèi)水道結(jié)構(gòu)，1mm的FSW有效焊接深度就可以承受10MPa以上的內(nèi)壓力。公司率先開發(fā)了攪拌摩擦焊接裝備及焊接工藝。

飛機(jī)機(jī)翼結(jié)構(gòu)的攪拌摩擦焊應(yīng)用研究 英國(guó)宇航空中客車公司（BAA）主要負(fù)責(zé)空客系列飛機(jī)機(jī)翼的設(shè)計(jì)和裝配。機(jī)翼設(shè)計(jì)的空氣動(dòng)力性能以及結(jié)構(gòu)的商業(yè)效率基本上歸功于操作費(fèi)用的降低。集成設(shè)計(jì)中基本費(fèi)用的節(jié)省和直接操作費(fèi)用的降低取決于設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)性和Z佳材料、工藝和制造方法的應(yīng)用°。通過恰當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)和正確的應(yīng)用，攪拌摩擦焊可以是Z佳的焊接技術(shù)，以期在降造成本方面勝過現(xiàn)有的設(shè)計(jì)和制造途徑。 結(jié)構(gòu)安全和可靠性是飛機(jī)設(shè)計(jì)、制造和維修等都關(guān)心的主題。所以需要無數(shù)的結(jié)構(gòu)試驗(yàn)來證明機(jī)翼結(jié)構(gòu)中的設(shè)計(jì)、材料和制造方法的有效性。在研究中得到的所有試驗(yàn)結(jié)果對(duì)攪拌摩擦焊租螺栓以及鉚接連接進(jìn)行了比較。 基于成本降低、重量減少以及優(yōu)越的接頭性能等方面的諸多優(yōu)點(diǎn)，攪拌摩擦焊在飛機(jī)制造工業(yè)中的應(yīng)用將具有巨大的潛在性。 攪拌摩擦焊技術(shù)的出現(xiàn)，為飛機(jī)的設(shè)計(jì)及制造提供了新的方法和途徑。公司已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)鋁、鎂、銅、鈦、鐵等合金以及異種金屬的焊接，公司采用FSW技術(shù)生產(chǎn)的鋁合金結(jié)構(gòu)件。肇慶攪拌摩擦焊論壇

鋁合金列車對(duì)焊接接頭在受到?jīng)_擊時(shí)的変形能力要求比較高，攪拌摩擦焊接技術(shù)解決了此需求。江門鋁板攪拌摩擦焊介紹

大型擠壓成型件的FSW拼接 汽車工業(yè)中一般可接受大直徑為200~300mm的擠壓成型件。隨著擠壓成型件尺寸加大、單位重量的成本也增加，所以直接制造大型擠壓成形件從成本上形是很難為汽車制造商接受，并且隨著擠壓成形件尺寸變大，制造誤差也變大，所以直接制造大型的擠壓成形件在使用上也是不能滿足要求。 目前，無論是從成本上，還是從使用上考慮，采用攪拌摩擦焊技術(shù)把小型擠壓成形件制造成滿足使用要求的大型擠壓成形件，是當(dāng)前汽車制造商的S選制造方法，其中，美國(guó)Tower汽車公司已經(jīng)采用攪拌摩擦焊技術(shù)2塊小型的擠壓成形件拼接成汽車用的懸掛連接臂。 考慮到零件尺寸（尤其是焊縫尺寸）與經(jīng)濟(jì)效益密切相關(guān)的焊接速度以及該工藝所需要的工作壓力，制造該零件需要用攪拌摩擦焊設(shè)備。由于擠壓成形工藝節(jié)省了大量成本，并且焊接過程中沒有其他消耗，所以采用攪拌摩擦焊后的總的經(jīng)濟(jì)效益取決于設(shè)備投資以及焊接效率。江門鋁板攪拌摩擦焊介紹

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