東莞攪拌摩擦焊焊接內(nèi)部缺陷

1、攪拌摩擦焊是一項區(qū)別于熔化焊和機械連接的新型焊接技術(shù)； 2、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，攪拌摩擦焊在飛機制造工業(yè)中的應(yīng)用將具有巨大的潛在性。 3、攪拌摩擦焊技術(shù)的出現(xiàn)，為飛機的設(shè)計及制造提供了新的方法和途徑。 4、世界范圍的航宇工業(yè)正在探索擴(kuò)大攪拌摩擦焊技術(shù)在飛機、噴氣發(fā)動機和空間飛行器上的應(yīng)用。 攪拌摩擦焊在飛機制造領(lǐng)域的諸多研究，預(yù)示著此技術(shù)在飛機制造領(lǐng)域?qū)懈芏嗟膽?yīng)用。 縮比焊接件的壓縮試驗：近期研究結(jié)果表明，攪拌摩擦焊具有相當(dāng)好的工藝重復(fù)性和寬的工藝窗口、在轉(zhuǎn)速波動-20%~+40%和焊接速度波動-33%～+100%的條件下，還能夠得到優(yōu)良的接頭；被焊零件的變形很小、對于長度為1500mm 的零件Z大變形量2mm；經(jīng)過X射線和“相矩陣”超聲波掃描無損檢查，沒有發(fā)現(xiàn)氣孔和裂紋；對縮比件的試驗表明，焊接件的壓縮強度可以達(dá)到母材金屬的96%。盡管這些結(jié)果表明攪拌摩擦焊在中心翼盒中的應(yīng)用很成功，但還需要進(jìn)一步的試驗驗證和飛行測試。完全解決了鋁合金的特殊物理性質(zhì)造成的困擾。東莞攪拌摩擦焊焊接內(nèi)部缺陷

由于是自支撐結(jié)構(gòu)、且焊接時Z向壓力較大，容易導(dǎo)致隧道內(nèi)局部塌陷，影響冷卻液流量，為了考察隧道成型效果，將零件各個特征部位，如轉(zhuǎn)角、焊縫引入處等，進(jìn)行解割觀察，結(jié)果隧道內(nèi)部均勻一致.在轉(zhuǎn)角和焊縫引入處均無成型良好。從圖4中水冷隧道剖圖可以看出，焊縫下部的隧道成型良好，隧道內(nèi)沒有異物，不存在污染冷卻液的危險。從金相腐蝕可以看出，焊縫成型致密，蓋板與基體結(jié)合良好，厚縫底部為焊接部位貼合面未形成深入焊縫的裂紋。因此，攪拌摩擦焊接工藝非常適合此種結(jié)構(gòu)的焊接。 1、攪拌摩擦焊在釬焊報廢件的修補中的應(yīng)用，焊接中，解決了零件焊縫存在1mm高度的臺階上下坡焊接的問題。焊接的尾孔問題采用引出到不加工部位予以解決。 2、針對超過設(shè)備焊接范圍的零件通過將焊縫分段進(jìn)行焊接，完成整體零件的焊接后，15mm厚度，長寬分別為500mm和400mm的零件平面變形量可以控制在0.8mm范圍內(nèi)。尾孔引出到將要加工掉的部位。 3、針對含另一種鋁合金散熱結(jié)構(gòu)件的焊接。焊縫深度既包括12mm以上厚度的大結(jié)構(gòu)件，也有Smm以下的薄件，且其焊縫與邊沿非常接近，且不宜在零件上表面留下尾孔，尾孔問題綜合采用塞焊和引出板予以解決。東莞攪拌摩擦焊焊接內(nèi)部缺陷為實現(xiàn)傳統(tǒng)制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級和綠色制造起到示范作用。

接頭力學(xué)性能根據(jù)拉伸試驗和彎曲試驗標(biāo)準(zhǔn)，在焊后的試板上進(jìn)行取樣，試驗結(jié)果的統(tǒng)計如圖4所示：當(dāng)/Ml.()時，抗拉強度在不同的 焊接速度下所體現(xiàn)的趨勢是類似的，基本上都是在 1.4-3.0之間某個區(qū)域達(dá)到ZUI高，向兩端下降；而當(dāng) 也>1.4時，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：在對焊縫進(jìn)行射線檢測時，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，焊縫內(nèi)部無隧道缺陷。ZUI優(yōu)合格參數(shù)區(qū)域 將焊縫抗拉強度達(dá)到母材的80%,彎曲性能合格、射線檢測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 焊接工藝評定參數(shù)"焊接時采用恒壓力系統(tǒng).焊后 外觀成形美觀，飛邊較小，抗拉強度達(dá)到母材的 81%,彎曲試驗結(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。

攪拌摩擦焊作為一種新型的裝配制造工藝為飛機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、戰(zhàn)斗機和空間飛行器等。日前，對攪拌厚擦焊的研究和試驗已經(jīng)超出了簡單的試驗驗證，且進(jìn)入了系統(tǒng)化的工程應(yīng)用開發(fā)階段。對攪拌降擦焊的應(yīng)用不是簡單的連接方法的代替，而是系統(tǒng)級別的結(jié)構(gòu)設(shè)計和制造主線的提高和進(jìn)步，對航字系統(tǒng)的制造提供了一個根本性的變化。 波音公司已經(jīng)對一個應(yīng)用攪拌摩擦焊的戰(zhàn)斗機零件進(jìn)行了靜態(tài)機械性能以及疲勞試驗，并且進(jìn)行了3 行驗證。該公司目前正在致力于低成本、小批量、預(yù)成型件和機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現(xiàn)自動化，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，然后裝機試飛，經(jīng)過6個周期的飛行試驗，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)一步首試驗驗證正在進(jìn)行中。技術(shù)解決了鋁合金加工制造過程中的連接技術(shù)瓶頸。

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)在飛機制造系統(tǒng)中的各種應(yīng)用，開展了多個有關(guān)攪拌摩擦焊的研究項目和課題。 歐洲航空工業(yè)公司在幾年前就開展了兩項重要的有關(guān)攪拌摩擦焊的研究，來深入了解攪拌摩擦焊技術(shù)在飛機上應(yīng)用的潛在可能性，其中一項主要研究焊接過程中的技術(shù)問題；另外一項研究飛猶猶身要求的板件制造過程中的結(jié)構(gòu)試驗技術(shù)；除此以外還有國際間的項目，完成通用技術(shù)研究。攪拌摩擦焊在商用飛機主要承力結(jié)構(gòu)件上的應(yīng)用將取決于這些項目的研究結(jié)果，同時需要大量的研究數(shù)據(jù)來證明這項新型連接技術(shù)在飛機應(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)計標(biāo)準(zhǔn)化。經(jīng)過此項目的研究，可以為飛機機身和機翼等框架結(jié)構(gòu)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。揭陽攪拌摩擦焊西安

在未來的道路上，公司將進(jìn)一步提高智能化水平和生產(chǎn)效率，快速高效地為焊接行業(yè)提供較佳解決方案。東莞攪拌摩擦焊焊接內(nèi)部缺陷

機器人攪拌摩擦焊接的技術(shù)難題一，機器人攪拌摩擦焊接是一個“硬碰硬”的過程。攪拌摩擦焊是一種類似于塑性壓力加工的固相焊接技術(shù)，與其它熔化焊方法不同，攪拌摩擦焊接過程中，攪拌頭與被焊材料直接接觸，并施加焊接作用力（通常大于2kN），使材料塑化并發(fā)生塑性變形，這要求機器人的各個運動軸都要承受很大的作用力。實現(xiàn)機器人攪拌摩擦焊的基本條件是機器人負(fù)載能力必須很高，通常要求大于500kg，而且對于機器人在高載荷作業(yè)條件下的工作穩(wěn)定性、重復(fù)定位精度、空間位置和姿態(tài)規(guī)劃都有很高的要求。目前在國際上這種重載高精度工業(yè)機器人只有少數(shù)幾家企業(yè)能夠研發(fā)出來，這也一定程度上制約了機器人攪拌摩擦焊技術(shù)的發(fā)展。二，機器人攪拌摩擦焊對于焊接機頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計和功能實現(xiàn)要求非常高，盡量做到輕便、實用。三，需要實現(xiàn)更高程度的智能化焊接，這就意味著在工作過程中，通過各種傳感器和閉環(huán)控制系統(tǒng)的集成，能夠?qū)崿F(xiàn)焊縫自動識別、焊接路徑規(guī)劃、焊縫跟蹤以及恒壓力控制。第四，目前比較成熟的高承重工業(yè)機器人都是國外研發(fā)的，其本體控制系統(tǒng)開放程度有限，如何將工業(yè)機器人運動姿態(tài)控制、攪拌摩擦焊機頭控制、焊接過程傳感與實時控制三者有效集成起來也是一個難題。東莞攪拌摩擦焊焊接內(nèi)部缺陷

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