惠州搅拌摩擦焊液压工装夹具

飞机机翼结构的搅拌摩擦焊应用研究 英国宇航空中客车公司（BAA）主要负责空客系列飞机机翼的设计和装配。机翼设计的空气动力性能以及结构的商业效率基本上归功于操作费用的降低。集成设计中基本费用的节省和直接操作费用的降低取决于设计技术先进性和Z佳材料、工艺和制造方法的应用°。通过恰当的设计和正确的应用，搅拌摩擦焊可以是Z佳的焊接技术，以期在降造成本方面胜过现有的设计和制造途径。 结构安全和可靠性是飞机设计、制造和维修等都关心的主题。所以需要无数的结构试验来证明机翼结构中的设计、材料和制造方法的有效性。在研究中得到的所有试验结果对搅拌摩擦焊租螺栓以及铆接连接进行了比较。 基于成本降低、重量减少以及优越的接头性能等方面的诸多优点，搅拌摩擦焊在飞机制造工业中的应用将具有巨大的潜在性。 搅拌摩擦焊技术的出现，为飞机的设计及制造提供了新的方法和途径。将航天应用技术与民用市场进一步融合，推进制造业企业智能化发展。惠州搅拌摩擦焊液压工装夹具

铝合金材料的搅拌摩擦焊 搅拌摩擦焊几乎可以焊接所有系列的铝合金材料，其中包括以前传统焊接方法认为“不可焊接”的沉淀强化高Q铝合金材料；对于异种材料的连接，搅拌摩擦焊也具有较大的优越性，如搅拌摩擦焊不可以实现2024/6061 以及2024/7075 等不同牌号铝合金材料的焊接、还可以实现铜合金和铝合金等不同种材料的焊接。 经过多年研究，目前搅拌摩擦焊可以焊接厚度为1~150mm的铝合金材料（图2所示为单道焊接的20mm厚的搅拌摩擦焊接头），焊接速度从5mm/s到8000mm/min。 除铝合金外，搅拌摩擦焊在铜合金、镁合金、锌合金、铅合金上的开发应用也取得很大进展；国外资料介绍了铜合金、钛合金结构件和铝基复合材料的搅拌摩擦焊研究也很成功；另外异种材料的搅拌摩擦焊连接，如铝合金与镁合金、铝合金与铜合金等已经取得了成功应用。惠州搅拌摩擦焊液压工装夹具在船舶制造领域，搅拌摩擦焊得到了深入细致的研究和开发，并且得到了成功的应用。

钛合金/留合金异种金属搅拌摩擦焊时在焊接区形成了Ti-N系金属间化合物。这是由于Ti和A均是活性元素，搅拌原擦焊时，搅拌头与工件间的摩擦热提高焊缝温度，同时，焊缝区的Ti 与M在搅拌头的作用下混合，并经历剧烈的塑性变形，二者的综合作用使焊缝在固态下形成T-N金属间化合物。脆性的金属间化合物会使接头性能变差，当接头中形成数量较多的金属间化合物时，焊接接头变脆.在焊接应力作用下有可能导致焊缝开裂。 在焊核和铝合金母材边界还观察到磨损后脱落的颗粒。对颗粒进行能谱分析，发现其主要成分为62.09%Fe、17.03%Cr、6.79% Ni、6.92% Ti和6.44% Al（质量分数），这与搅拌头所用高温合金材料的成分接近，因此，这种颗粒是搅拌头磨损后脱落的颗粒，说明钛合金/铝合金异种材料焊接时搅拌头的磨损很严重。 因此，对于钛合金/铝合金异种材料的搅拌摩擦焊接，一方面要通过调整工艺减少焊接接头中金属间化合物的数量，另一面要研制耐磨损的搅拌头才有可能进一步提高接头性能。

采用搅拌摩擦焊对TCL 敬公金承LP6招合金导种金属进行焊接，采用金相、扫描电镜和能相分析评接接头的组织。结果表明搅拌摩擦焊接头中，钛合金母材与焊接的界面凸凹不平，这界处昏亮颗粒，两部合金母材与焊被的界面光滑、平整；焊接区铝合金基体上分布大小不等的颗粒，这种数两种类型，一种颗粒的尺寸较小、呈细长条状，另一种颗粒尺寸较大，整体呈暗灰色、边缘有少量划条带。两种颗粒中均有TY-Al金属间化合物存在数合金/铝合金异种材料焊接时，搅拌头的磨擦胶性在焊接和铝合金母材的边界存在在搅拌头磨损后脱落的颗粒。搅拌摩擦焊接技术是一种新型的高附加值的铝合金焊接新技术。

法国EADS合作研究中心（简称EADS CRCF）目前致力于铝合金焊接技术的发展，用来提高低成本高性能轻型飞机结构的制造能力，其中空中客车飞机的中心翼盒的制造研究便是其中涉及到的零件之一、如图5所示。此项目的主要研究内容是利用对接焊的挤压型材来代替 传统的铆接制造方法，以期在飞机中心翼盒的制造中达到减少重量和降低成本的目的。 图5 飞机中心翼盒的搅拌摩擦焊 对于此研究项目、得到固相连接接头的搅拌摩擦焊应该是Z佳的选择。因为一方面搅拌摩擦焊实现过程简单、工艺再现性好、焊接变形小，接头的机械性能优良，而且几乎没有焊接缺陷；另一方面飞机中心翼盒使用的材料是很难用熔焊焊接的7000系列铝合金，结构中需要长的线性焊缝并要求尽可能小的焊接应力和变形。所以、EADS中心针对搅拌摩擦焊技术采取了如下步骤进行研究∶（1）证明厚度为10mm的7000系列挤压铝合金型材搅拌摩擦焊的可行性，开发合适的焊接工艺方法；（2）在ESAB公司生产的半自动焊接设备上研究搅拌摩擦焊工艺方法的再现性和进一步改进与提高；（3）制作1500mm长的搅拌摩擦焊试验件；一次性完成焊接及焊缝整形， 过程高效、焊缝美观。广东代加工搅拌摩擦焊介绍

大力提升我国交通运输工具的焊接技术水平。惠州搅拌摩擦焊液压工装夹具

波音公司对多种搅拌摩擦焊接头进行了研究。薄板对接接头是航空领域使用Z普遍的一种连接方式. 这种搅拌摩擦焊接头容易制造，其实用性已经被证明。但是搭接接头的搅拌摩擦焊由于中间横向界面的存在，相对比较困难，材料的清洗，接头的外形以及上层零件的厚度减少等都需要研究。由于搅拌头肩台的存在，飞机肋条需要变为T形以承受焊接压力，焊后由于T形接头焊核两边存在缺口，由此引起的应力集中会减少接头的寿命。 T形接头的两侧存在缺口（图4°）的原因是T形搭接无法实现搅拌头和底部支撑材料的等宽度焊接. 底部材料必须作为搅拌塑化材料的容器实现焊接。缺口的存在通常会引起严重应力集中，从而减少结构件的疲劳寿命；但对T形接头以及扩展蒙皮的“蝴蝶”高周试验却很有趣，通过试验观察，疲劳失效很少发生在缺口的尾段，相反却多发生在悬臂筋条末端的未焊接蒙皮上。波音公司目前致力于搅拌摩擦焊研究和应用，其中主要研究薄板对接接头、厚板对接接头、薄板T形接头在航宇工业中的应用。惠州搅拌摩擦焊液压工装夹具

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