攪拌摩擦焊是一種連續(xù)的、純機(jī)械的新型固相連接技術(shù),攪拌摩擦焊工作原理圖如圖1所示4°,其中攪拌頭主要由軸肩和攪拌針組成,根據(jù)待焊工件的材料、厚度和結(jié)構(gòu)等焊接時(shí)需要選用不同形式的軸肩和攪拌針,攪拌針長度一般略小于被焊接工件的厚度。 攪拌摩擦焊焊接過程中,攪拌針通過攪拌、摩擦使焊縫金屬材料熱塑化、熱塑化材料在攪拌頭的旋轉(zhuǎn)摩擦作用下由攪拌針的前部向后部轉(zhuǎn)移過渡,過渡后的熱塑化金屬在攪拌軸肩的作用下受到了擠壓和鍛造,終得到了由精細(xì)的鍛造組織構(gòu)成的焊縫接頭,由于整個(gè)焊接過程中被焊接金屬材料沒有經(jīng)過“熔化-凝固”過程,所以得到的是優(yōu)異的固相接頭連接。 攪拌摩擦焊縫組織不存在熱裂紋、液化裂紋、氫氣孔等在熔化焊接工藝中經(jīng)常存在的焊接缺陷;焊接接頭可以采用對(duì)接、搭接或丁字接頭等多種形式;接頭強(qiáng)度可以達(dá)到或接近母材強(qiáng)度、對(duì)于2000和6000系列鋁合金,通過焊后時(shí)效處理可以提高接頭強(qiáng)度,6082-T4鋁合金母材、攪拌摩擦焊接頭以及時(shí)效處理后的攪拌摩擦焊接頭性能比較見表151。不經(jīng)過時(shí)效處理的攪拌摩擦焊接頭已經(jīng)接近母材強(qiáng)度;時(shí)效處理以后,接頭強(qiáng)度提高,并遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過母材強(qiáng)度。擠壓型材焊接是攪拌摩擦焊接技術(shù)應(yīng)用的重要方面?;葜蒌X板攪拌摩擦焊報(bào)價(jià)
攪拌摩擦焊研究 基于攪拌摩擦焊技術(shù)的優(yōu)越性和在飛機(jī)制造系統(tǒng)中的潛在應(yīng)用。國際上的飛視制造商在得到英國得接研究所專利許可和技術(shù)支持的基礎(chǔ)上,相互合作,共同研究,積極探索攪拌摩擦焊技術(shù)在飛機(jī)制造系統(tǒng)中的各種應(yīng)用,開展了多個(gè)有關(guān)攪拌摩擦焊的研究項(xiàng)目和課題。 歐洲航空工業(yè)公司在幾年前就開展了兩項(xiàng)重要的有關(guān)攪拌摩擦焊的研究,來深入了解攪拌摩擦焊技術(shù)在飛機(jī)上應(yīng)用的潛在可能性,其中一項(xiàng)主要研究焊接過程中的技術(shù)問題;另外一項(xiàng)研究飛猶猶身要求的板件制造過程中的結(jié)構(gòu)試驗(yàn)技術(shù);除此以外還有國際間的項(xiàng)目,完成通用技術(shù)研究。攪拌摩擦焊在商用飛機(jī)主要承力結(jié)構(gòu)件上的應(yīng)用將取決于這些項(xiàng)目的研究結(jié)果,同時(shí)需要大量的研究數(shù)據(jù)來證明這項(xiàng)新型連接技術(shù)在飛機(jī)應(yīng)用上的安全性和可靠性。薄板材料的主要研究目標(biāo)是進(jìn)一步了解攪拌摩擦焊接頭的機(jī)械性能和耐腐蝕性能,其中包括同種和異種材料的焊接性及特征,機(jī)械和耐腐蝕性能測試,殘余應(yīng)力和腐蝕影響的Z小化,攪拌萃擦焊接頭的無損檢測,修理技術(shù)和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化。經(jīng)過此項(xiàng)目的研究,可以為飛機(jī)機(jī)身和機(jī)翼等框架結(jié)構(gòu)惠州攪拌摩擦焊現(xiàn)貨攪拌摩擦焊技術(shù)在國內(nèi)已經(jīng)得到迅速發(fā)展,并且在工業(yè)制造領(lǐng)域得到了G泛應(yīng)用。
攪拌摩擦焊(簡稱FSW)原理,其中攪拌頭由特殊形狀的攪拌指棒和軸肩組成,攪拌指棒的形狀比較特殊,一般要用具有良好耐高溫力學(xué)和物理特性的抗磨損材料制造,焊接過程中攪拌指棒要旋轉(zhuǎn)著插入被焊材料的結(jié)合界面處,并且沿著待焊界面向前移動(dòng),攪拌指棒長度一般略小于被焊材料的厚度。 攪拌摩擦焊對(duì)于輕合金材料如:鋁合金、鎂合金、鋅合金等的連接在焊接方法、力學(xué)性能和生產(chǎn)效率上具有其他焊接方法不可比擬的優(yōu)越性;由于焊接溫度一般低于材料的熔點(diǎn),所以攪拌摩擦焊是一種固態(tài)連接方法,焊縫接頭具有優(yōu)良的力學(xué)性能和很小的焊接變形,焊接過程中不需要保護(hù)氣和焊絲,沒有熔化、煙塵、飛濺、弧光,是一種環(huán)保型的新型連接技術(shù)。 目前,攪拌摩擦焊可以實(shí)現(xiàn)對(duì)接、搭接、角接等多種結(jié)構(gòu)形式的連接,攪拌摩擦焊在輕合金結(jié)構(gòu)件的制造中得到了越來越的應(yīng)用。
泡沫鋁材的FSW焊接 泡沫鋁材是一種典型的功能與結(jié)構(gòu)一體化材料,具有密度低(約為鋁材的10%)、強(qiáng)度高、減震性能好以及耐高溫等優(yōu)點(diǎn)。因此、泡沫鋁材被認(rèn)為是一種大有前途的未來汽車與其它交通運(yùn)輸工具的良好材料,德國卡曼汽車公司采用三明治夾層結(jié)構(gòu)泡沫鋁材制造輕便轎車的頂板蓋,其強(qiáng)度比原來的鋼質(zhì)構(gòu)件提高1 倍左右,而重量卻減輕了25%。 泡沫鋁板采用熔化焊連接時(shí)容易發(fā)發(fā)泡劑燒失現(xiàn)象,以至于焊縫區(qū)不再具有泡沫板的性能。德國學(xué)者使用攪拌摩擦焊技術(shù)焊接2塊尚未發(fā)泡的AeSi7前驅(qū)體板,焊后焊縫組織沒有缺陷仍然是夾心結(jié)構(gòu),發(fā)泡結(jié)構(gòu)明顯(見圖7)、說明采用攪拌摩擦焊技術(shù)焊接泡沫鋁板,發(fā)泡劑沒有燒損從而保持了泡沫鋁板的功能。采用攪拌摩擦焊技術(shù)連接泡沫鋁材零部件15,可以減輕整車重量、提高車體強(qiáng)度。所以,攪拌降擦焊技術(shù)為汽車工業(yè)新型輕質(zhì)材料的推廣提供了技術(shù)保證。由于出色的環(huán)保以及焊 接能力,迅速引起了各大廠家的關(guān)注。
攪拌摩擦焊作為一種新型的裝配制造工藝為飛機(jī)制造工程中總成本的降低提供了極大的可能性。進(jìn)色公司正在探索擴(kuò)大援拌降擦焊方法在其產(chǎn)品范圍中的應(yīng)用,如商用客機(jī)、戰(zhàn)斗機(jī)和空間飛行器等。日前,對(duì)攪拌厚擦焊的研究和試驗(yàn)已經(jīng)超出了簡單的試驗(yàn)驗(yàn)證,且進(jìn)入了系統(tǒng)化的工程應(yīng)用開發(fā)階段。對(duì)攪拌降擦焊的應(yīng)用不是簡單的連接方法的代替,而是系統(tǒng)級(jí)別的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造主線的提高和進(jìn)步,對(duì)航字系統(tǒng)的制造提供了一個(gè)根本性的變化。 波音公司已經(jīng)對(duì)一個(gè)應(yīng)用攪拌摩擦焊的戰(zhàn)斗機(jī)零件進(jìn)行了靜態(tài)機(jī)械性能以及疲勞試驗(yàn),并且進(jìn)行了3 行驗(yàn)證。該公司目前正在致力于低成本、小批量、預(yù)成型件和機(jī)加工件的攪拌摩擦焊、來代替高成本、大型單件零件的制造。由于攪拌摩擦焊容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,所以在未來它可以作為經(jīng)合金結(jié)構(gòu)制造裝配的主要方法和關(guān)鍵技術(shù)。目前波音公司制作了3件方向舵翼,經(jīng)過無損檢測選擇Z佳一件接受內(nèi)、外表面飛行處理,然后裝機(jī)試飛,經(jīng)過6個(gè)周期的飛行試驗(yàn),再檢查缺口的發(fā)展情況,結(jié)果沒有發(fā)現(xiàn)缺口擴(kuò)展和失效跡象,進(jìn)一步首試驗(yàn)驗(yàn)證正在進(jìn)行中。我們真誠期待與更多企業(yè)合作,攜手創(chuàng)造輝煌,贏得未來!惠州攪拌摩擦焊研究
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從目前的實(shí)際應(yīng)用來看,攪拌摩擦焊技術(shù)具有許多優(yōu)點(diǎn)。波音公司的應(yīng)用表面,攪拌摩擦焊技術(shù)能夠有效提高焊接接頭強(qiáng)度、縮短生產(chǎn)周期、節(jié)約制造費(fèi)用并減少焊接缺陷。比如攪拌摩擦焊技術(shù)在Ddlta Ⅳ型火箭中心助推器上的應(yīng)用使焊接接頭強(qiáng)度增加了30%-50%;制造周期降低了大約80%,由原來的23天減少為6天;通過改進(jìn)接頭設(shè)計(jì),Ddlta Ⅳ和Ddlta Ⅱ的制造費(fèi)用節(jié)省了60%;截止2002年4月,波音公司已經(jīng)用攪拌摩擦焊技術(shù)為Ddlta Ⅱ型火箭生產(chǎn)了2100m長的無缺陷焊縫。在日立公司的應(yīng)用表面,采用攪拌摩擦焊技術(shù)焊接鋁合金列出壁板結(jié)構(gòu),可以獲得較小的變形量(為MIG結(jié)構(gòu)的1/12)、較高的沖擊韌性(約為母材的1.7倍,是MIG接頭的2.4倍)。 由于以上種種優(yōu)點(diǎn),攪拌摩擦焊技術(shù)不被用于火箭和高速列出的制造,在飛機(jī)、裝甲運(yùn)兵車、汽車以及船舶等領(lǐng)域同樣得到了不同程度的應(yīng)用。惠州鋁板攪拌摩擦焊報(bào)價(jià)
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