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。引起了各國學(xué)者和研究機(jī)構(gòu)的G泛重視 ,成為了國內(nèi)外的研究熱點(diǎn)。佛山攪拌摩擦焊銷售公司
飛機(jī)機(jī)翼結(jié)構(gòu)的攪拌摩擦焊應(yīng)用研究 英國宇航空中客車公司(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。佛山攪拌摩擦焊銷售公司一種叫攪拌摩擦焊的新工藝,正在逐漸興起并有可能替代目前風(fēng)頭正健的激光焊。
攪拌摩擦焊技術(shù)(friction stirwilding. FSW)是一項(xiàng)固相連接新技術(shù)。攪拌摩擦焊接過程中的主要熱量來源是摩擦熱與塑性變形能量。焊接起始階段,由于攪拌頭與接頭金屬之間屬于“冷”接觸,因而摩擦熱起主要作用。穩(wěn)定焊接階段.由于接頭金屬已經(jīng)充分塑性軟化,軟化金屬隨著攪拌頭的運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)移.形成連續(xù)的塑性流。從而使攪拌頭與接頭金屬之間的摩擦熱減少,所以塑性變形能起著維持?jǐn)嚢枘Σ梁附舆^程正常進(jìn)行的重要作用。攪拌摩擦焊接過程中沒有金屬熔化,焊接溫度比較低,因而是一個(gè)固態(tài)焊接過程。并且焊接過程中伴隨著強(qiáng)烈的摩擦、 碾壓與粉碎作用。釆用攪拌摩擦焊接技術(shù)焊接鋁合金,能夠避免因接頭金屬熔化造成的氣孔、裂紋等冶金缺陷,并對(duì)接頭表面氧化膜有一定粉碎作用。
接頭力學(xué)性能根據(jù)拉伸試驗(yàn)和彎曲試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn),在焊后的試板上進(jìn)行取樣,試驗(yàn)結(jié)果的統(tǒng)計(jì)如圖4所示:當(dāng)/Ml.()時(shí),抗拉強(qiáng)度在不同的 焊接速度下所體現(xiàn)的趨勢(shì)是類似的,基本上都是在 1.4-3.0之間某個(gè)區(qū)域達(dá)到ZUI高,向兩端下降;而當(dāng) 也>1.4時(shí),彎曲性能基本合格,除此之外,還發(fā)現(xiàn)攪 拌摩擦焊焊縫的彎曲性能與內(nèi)部隧道缺陷存在一定 關(guān)系:在對(duì)焊縫進(jìn)行射線檢測(cè)時(shí),w<1.4,容易在焊 縫內(nèi)部發(fā)現(xiàn)隧道缺陷,缺陷位置如圖5所示;當(dāng) 3N1.4時(shí),焊縫內(nèi)部無隧道缺陷。ZUI優(yōu)合格參數(shù)區(qū)域 將焊縫抗拉強(qiáng)度達(dá)到母材的80%,彎曲性能合格、射線檢測(cè)合格且焊縫外觀合格的參數(shù)區(qū)域定義 為ZUI優(yōu)合格參數(shù)區(qū)域,如圖6所示。 旋轉(zhuǎn)速度/(r-min ') 圖6ZUI優(yōu)合格參數(shù)區(qū)域2('008(6(4(20ZUI終選定 1200 r/min, F=80() nim/inin,頂鍛力為14 kN,為5 mm厚6082-T6鋁合金攪拌摩擦焊 焊接工藝評(píng)定參數(shù)"焊接時(shí)采用恒壓力系統(tǒng).焊后 外觀成形美觀,飛邊較小,抗拉強(qiáng)度達(dá)到母材的 81%,彎曲試驗(yàn)結(jié)果為180。未出現(xiàn)任何缺陷,圖7 為該焊接工藝參數(shù)下的焊縫外觀、宏觀金相以及彎曲試樣。焊接氣密性,連接強(qiáng)度高,焊后機(jī)械性能等同于母體材料的機(jī)械性能指標(biāo)。
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)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。 (1)焊態(tài)下5A06鋁合金攪拌摩擦對(duì)接接頭的疲勞性能明顯高于MIG焊接接接頭,在95%存活率下對(duì)應(yīng)2x10。疲勞循環(huán)次數(shù)時(shí).FSW和MIG焊對(duì)接接頭的疲勞強(qiáng)度特征值分49.6和30MPa。FSW 比MIG高63. 2%。與MIC比較FSW試樣兒乎沒有焊接變形,焊縫組織致密不存在焊接裂紋和氣孔缺陷,焊縫形狀基本為矩形不存在焊眥箸應(yīng)力集中嚴(yán)重區(qū)域。 (2)對(duì)焊態(tài)FSW對(duì)接接頭,其根部“弱連接”缺限(kissing-bonds)是影響FSW接頭疲勞行為的主要因素,即使FSW根部存在弱連接缺限,其 FSW接頭仍具有較高的疲勞性能;兩道攪拌縻擦焊縫表面的連接處可能產(chǎn)生的飛邊缺陷也將對(duì)接頭疲勞性能產(chǎn)生明顯影響。在焊接過程應(yīng)盡量避免這些缺限的產(chǎn)生。旨在推廣新技術(shù)、新設(shè)備、新工藝,促進(jìn)市場(chǎng)交流、行業(yè)發(fā)展。深圳鋁合金攪拌摩擦焊產(chǎn)品介紹
完全解決了鋁合金的特殊物理性質(zhì)造成的困擾。佛山攪拌摩擦焊銷售公司
近些年來,高速鐵路在我國發(fā)展速度較快,高速列車的制造技術(shù)也得到了大力發(fā)展,列車車體的制造材料實(shí)現(xiàn)了從碳鋼到不銹鋼、鋁合金的轉(zhuǎn)變。 6000系鋁合金具有中等強(qiáng)度、優(yōu)異的成形性和耐蝕性,是目前鋁合金車體應(yīng)用量ZUI大的鋁合金,然而, 使用熔化焊方法焊接鋁合金,易出現(xiàn)氣孔、焊接熱 裂紋及軟化等焊接缺陷;攪拌摩擦焊與傳統(tǒng)熔焊法相比,具有焊接接頭外觀平整、性能優(yōu)良、焊后殘余應(yīng)力和變形小,無煙塵、無輻射,不需焊絲、 不需氣體保護(hù)、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)申,人們?cè)贔SW研究和實(shí)際應(yīng)用中已經(jīng)發(fā)現(xiàn),盡管這種方法本身可以獲得高質(zhì)量的接頭,但是焊接工藝參數(shù)選取不當(dāng)會(huì)產(chǎn)生焊接缺陷,使接頭質(zhì)量的下降,在這種情況下,實(shí)現(xiàn)接頭質(zhì)量的控制和預(yù)測(cè)是FSW的工業(yè)化應(yīng)用亟待解決的問題。佛山攪拌摩擦焊銷售公司
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