惠州攪拌摩擦焊能不能焊鋼板

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(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。我國要發(fā)展成為制造強(qiáng)國和要創(chuàng)新性國家，在中國攪拌摩擦焊技術(shù)發(fā)展的晨曦中我們看到了希望的光芒?；葜輸嚢枘Σ梁改懿荒芎镐摪?/p>

根據(jù)疫勞S-N曲線試驗(yàn)結(jié)果，對5A06 鋁合金攪拌摩擦焊（FSW）和MIG焊接接頭的疲勞性能進(jìn)行了初步比較，分析討論了攪拌摩擦焊過程中所產(chǎn)生的焊接缺陷對其疲勞性能的影響。 結(jié)果表明，在焊態(tài)下由于焊接接頭幾何形狀等的影響，F(xiàn)SW的疲勞強(qiáng)度明顯高于MIG焊接接頭對FSW焊縫根部的“吻接”缺陷（kissing-bonds）是降低FSW焊接接頭疲勞壽命的主要因素，旋轉(zhuǎn)攪拌工具在焊縫表面形成的多余飛邊將對疲勞行為產(chǎn)生明顯影響。 攪拌摩擦焊（friction stir welding-FSW）接頭的抗疲勞斷裂特性是評定其構(gòu)件使用性能的重要指標(biāo)之一，近年來在國外有關(guān)FSW疲勞行為的研究已有報道，如FSW工藝參數(shù)如攪拌頭旋轉(zhuǎn)速度、移動速度對接頭疲勞S-N曲線的影響；FSW接頭中可能出現(xiàn)的缺陷類型及形式如未焊透、根部“吻接”缺陷（kissing-bonds）、焊縫熔核中“洋蔥皮”鍛造類（onion-skin forging ype）缺陷等對接頭疲勞裂紋啟始壽命的影響以及殘余應(yīng)力對疲勞裂紋擴(kuò)展行為及門檻值的影響等。揭陽攪拌摩擦焊制作費(fèi)用攪拌摩擦焊技術(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。-智谷。

波音公司對多種攪拌摩擦焊接頭進(jìn)行了研究。薄板對接接頭是航空領(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接接頭、厚板對接接頭、薄板T形接頭在航宇工業(yè)中的應(yīng)用。

汽車鋁合金的焊接性： 鋁及鋁合金材料長期暴露在空氣中，容易在金屬表面形成致密的氧化膜，雖然鋁的熔點(diǎn)比較低（600℃左右），但是表面氧化膜的熔點(diǎn)卻較高（2050℃），并且氧化膜的密度為純鋁密度的1.4倍，基于以上原因，鋁合金氧化膜的存在為此類材料的熔化焊接造成了很大的困難，為此，采用熔化焊，通常需要在焊前對鋁合金進(jìn)行嚴(yán)格的氧化膜清理工作；但如果采用新型的攪拌摩擦焊技術(shù)，焊接過程中伴隨著攪拌頭的攪拌、擠壓、粉碎、彌散等連續(xù)的機(jī)械作用，可以自動鋁合金表面氧化膜，而不需要在焊前進(jìn)行嚴(yán)格的清理工作。 鋁合金焊接中另外一個重要缺陷是氫氣孔，氫在液態(tài)鋁中的溶解度很高，而在固態(tài)鋁中的溶解度降低，采用熔焊方法焊接鋁及其合金，由于工件表面有油污或者不干燥，焊接時焊縫金屬中容易吸附大量的氫；當(dāng)熔化焊縫冷卻時，那些來不及析出的氫氣就容易形成氫氣孔；如果采用攪拌摩擦焊來焊接鋁合金材料，基于攪拌摩擦焊技術(shù)本身固相焊接特點(diǎn)以及焊接過程中軸肩對焊縫金屬的頂鍛和自密封保護(hù)作用，焊接過程中焊縫不會吸附大量的氫，也不會在焊縫中形成氫氣孔缺陷。成功開發(fā)了電動汽車鋁電池殼體的攪拌摩擦焊產(chǎn)品。

攪拌摩擦焊是一項(xiàng)區(qū)別于熔化焊和機(jī)械連接的新型焊接技術(shù)；對攪拌摩擦焊的工藝頭、工藝參數(shù)、工藝過程以及異種倡合金材料（2024/7075）攪拌摩擦焊接頭的靜態(tài)強(qiáng)度和疲勞性能作了進(jìn)一步的驗(yàn)證和試驗(yàn)，從而使攪拌摩擦焊在飛機(jī)機(jī)翼設(shè)計和制造上的方法有效性和優(yōu)越性得到了充分認(rèn)識，于是開展了這個攪拌摩擦焊研究項(xiàng)目，以實(shí)現(xiàn)這項(xiàng)技術(shù)在未來空客項(xiàng)目中的應(yīng)用。研究內(nèi)容包括攪拌摩擦焊在飛機(jī)翼盒結(jié)構(gòu)中的可能設(shè)計應(yīng)用、飛機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計原則的更新和改變、新型飛機(jī)結(jié)構(gòu)的認(rèn)證以及在役飛機(jī)檢測修理等。其研究宗旨是，利用攪拌摩擦焊技術(shù)以期得到比現(xiàn)有飛機(jī)翼盒結(jié)構(gòu)的設(shè)計、制造途徑更好的安全、成本和性能上的優(yōu)越性。 BAA公司在飛機(jī)翼結(jié)構(gòu)的攪拌摩擦焊應(yīng)用方面進(jìn)行了飛機(jī)機(jī)翼設(shè)計中必須的多種制造原理的評價。攪拌摩擦焊在商用飛機(jī)上的應(yīng)用將取決于這種多角度制造方法的成功集成。有力支撐了新型武器裝備及工業(yè)發(fā)展?；葜輸嚢枘Σ梁改懿荒芎镐摪?/p>

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?；葜輸嚢枘Σ梁改懿荒芎镐摪?/p>

旋轉(zhuǎn)速度作為攪拌摩擦焊接過程中的主要參數(shù)之一，対6063鋁合金攪拌摩擦焊接頭的焊縫成形以及力 學(xué)性能等有重要影響。該研究通過對不同旋轉(zhuǎn)速按條件下焊縫形貌以及接頭強(qiáng)度制延伸率的研究，可以得 出以下結(jié)論： 1.旋轉(zhuǎn)速度與焊接速度如匹配不當(dāng)，可能在焊縫表面形成飛邊，使焊縫成形粗糙、光潔度變差； 2.在l500r/min以下，隨著旋轉(zhuǎn)速度的提高，6063 -T6鋁合金攪拌摩擦焊接頭強(qiáng)度以及延伸率等均有所提高； 3.在1500r/,nin以上，6063 -T5鋁合金攪拌摩擦焊接頭強(qiáng)度均可達(dá)到母材強(qiáng)度的90%以上，ZUI高可達(dá) 96.2% ； 4.在l500r/min以上,匹配高焊接速度時6063 -T5鋁合金攪拌摩擦焊接頭可以得到比較高的延伸率, ZUI髙可達(dá)母材的85. 3%。 因此,適當(dāng)選擇焊接參數(shù)可以獲得優(yōu)ZHI的6063鋁合金攪拌摩擦焊接頭?；葜輸嚢枘Σ梁改懿荒芎镐摪?/p>

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