中山正規(guī)攪拌摩擦焊發(fā)展趨勢

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。隨著新能源汽車發(fā)展和推廣，輕量化是汽車制造商追求的一大目標(biāo)，大多廠家選鋁合金用于輕量化車身。中山正規(guī)攪拌摩擦焊發(fā)展趨勢

一般汽車零部件的FSW焊接 一些典型汽車零件的焊接如圖8所示。隨著汽車平均用鋁量的增大，以及鋁制汽車零件的增多，攪拌摩擦焊在汽車工業(yè)會(huì)得到越來越的應(yīng)用。如∶發(fā)動(dòng)機(jī)和底盤支架、油箱、公共汽車和機(jī)場用車輛、汽車篷蓋、液壓成型管接頭、輪箍、摩托車和自行車車架、坯料縫合、空間結(jié)構(gòu)，連接擠壓成型管與鑄造節(jié)點(diǎn)、卡車車體、帶有關(guān)節(jié)的吊車/人員通道、罐車、卡車的起重機(jī)構(gòu)、起重機(jī)車、鋁合金材質(zhì)汽車的維修、裝甲車、鎂或鎂/鋁焊接。 a 緩沖器的FSW焊接 攪拌摩擦焊焊接過程中需要施加一定的壓緊力，尤其是工件厚度、材料不同，需要的機(jī)床結(jié)構(gòu)剛度不同，主軸驅(qū)動(dòng)力矩也不同，所以需要根據(jù)工件尺寸的厚度、大小、形狀等選擇不同結(jié)構(gòu)形式的的攪拌摩擦焊設(shè)備。廣東攪拌摩擦焊裝備批發(fā)價(jià)為實(shí)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。

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。

在電力、電子行業(yè)中、為解決大功率器件發(fā)熱燒毀或過熱導(dǎo)致性能不穩(wěn)定等問題，常常需要使用輔助的散熱器為器件降溫。在需要對工作溫度進(jìn)行嚴(yán)格控制的場合，大概每個(gè)功率在50W以上的元器件至少使用1～2個(gè)鋁散熱器、因此、散熱器在電子產(chǎn)品上的應(yīng)用非常大。如某研究所開發(fā)的650KW大功率斬波器上的1GBT大功率開關(guān)元器件必須就安裝在水冷散熱器上才能正常工作。而水冷散熱器在使用中，其密封與否、散熱效率的高低將直接影響大功率開關(guān)元件的正常運(yùn)行，同時(shí)這也是整個(gè)裝置正常運(yùn)作的關(guān)鍵。 傳統(tǒng)的散熱器較多采用銅、鋁及其合金制造，連接工藝一般采用釬焊，部分采用熔焊。目前，從經(jīng)濟(jì)性、輕量化方面考慮、用鋁材代替?zhèn)鹘y(tǒng)的銅材制造散熱器是非常理想的。但是，與銅相比、鋁更加不易釬焊，由于其較大的線膨脹系數(shù)，熔焊就更加困難。 對于散熱器這樣大而復(fù)雜的鋁部件，焊接成為加工制造中Z難的一道工序。 攪拌摩擦焊技術(shù)屬于固態(tài)焊接技術(shù)，具有優(yōu)異的接頭強(qiáng)度，對傳統(tǒng)焊接方法難焊和不能焊接的鋁、銅、鎂等有色合金有很好的適應(yīng)性。該技術(shù)非常適用于鋁或銅質(zhì)散熱器的焊接。攪拌摩擦焊是一種新型的連接技術(shù)，為工業(yè)制造領(lǐng)域輕合金結(jié)構(gòu)件的連接翻開了嶄新的一頁。

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。廣州地鐵3號線城軌車輛的車體就大量使用了攪拌摩擦焊。中山臺式攪拌摩擦焊設(shè)備參數(shù)

攪拌摩擦焊已經(jīng)在船舶鋁合金預(yù)成形壁板結(jié)構(gòu)件上得到成功應(yīng)用。中山正規(guī)攪拌摩擦焊發(fā)展趨勢

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，人們在FSW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)測是FSW的工業(yè)化應(yīng)用亟待解決的問題。中山正規(guī)攪拌摩擦焊發(fā)展趨勢

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