佛山搅拌摩擦焊中心

减轻质量、提高推重比和增加有效载荷一直是航空发动机和飞机结构设计追求的目标，钛合金由于具有质轻、比强度高以及抗冲击等优点而成为航空航天重点发展的新材料之一。 而铝合金是目前航空航天、录器装备等高新技术领域中很多应用的金属材料21。 因此，将钛合金与铝合金连接形成复合结构可以Z大积覆地利用材料各自的优点，获得更好的经济效益，因而，在航空航天、武器装备等领域具有广阔的应用景。然而、钛合金与铝合金都是活性、极易氧化的金属，两者熔点、热导率、热膨胀系数以及晶体结构等物理性能差异很大，采用常规的焊接方法难以获得满足使用性能要求的焊接接头，如熔化焊接时，两种属液相混合将生成大量脆性金属间化合物，接头强度很低。 目前，国内外采用电弧熔钎焊”、激光溶钎、固态扩散焊和液相扩散焊等方法对钛和铝异种材料的焊接进行了研究。搅拌摩擦焊是一种固拔扩散焊接方法，基本不受材料的物理化学性能和力学性能、晶体结构等的影响，对克服不同材料性能差弄带来的焊接困难具有极大的优势，能够避免熔化焊的一些缺陷、减少脆性金属间化合物的形成，比较适合于异种材料的连接。搅拌摩擦焊是一种新型的连接技术，为工业制造领域轻合金结构件的连接翻开了崭新的一页。佛山搅拌摩擦焊中心

力学性能分析：每道焊缝分别在起始位置、中间位置以及终止位置（不包括焊缝末端的匙孔》取一个试样；力学修试验在ZD10/90电子拉力试验机上进行。根据每道焊缝中3个试样的拉伸试验值求平均值，分析旋转逸对6063铝合金搅拌摩擦焊接头力学性能的影响。旋转速度对6063铝合金搅拌摩擦焊接头抗拉强度的影响。随着旋转速度的提高，接头强度色加。当旋转速度为950r/min时，接头强度约为105MPa；当旋转速度为1500r/min 时，接头强度在140%以上。旋转速度对6063铝合金搅拌摩擦焊接头延伸率的影响。接头延伸率与接头强度有相同的趋旋转速度以及焊接速度对接头延仲率有着类似的影响。当旋转速度为950r/min 时，接头延伸率为2.0；当旋转速度为1500/min，采用低焊接速度匹配时，接头延伸率达到4.0；而当采用高焊接速度匹配时，头延伸率可以达到6.0以上。 由试验一的结果可以看出，高旋转速度、高焊接速度匹配条件下的接头强度、延伸率均比较高。秘这一结果，设计了第二次试验，试验材料改为T5状态6063铝合金。肇庆铝型材搅拌摩擦焊解决方案攻关J端技术，为搅拌摩擦焊技术再拓新市场。

通过对6063铝合金搅拌摩擦焊接头的冲击断裂行为进行研究，并结合微观组织等进行对比分析，经试验发现： (1)搅拌摩擦焊接头貝有与母材相近的冲击断裂性能，并旦可以通过改善热影响区的冲击断裂性能进一步提高接头整体性能。 (2)6063 -T651铝合金搅拌摩擦焊接头的冲击断口中有剪切唇和纤维区，而没有放射区，因此6063 -T651铝合金搅拌摩擦焊接头的冲击断裂性能比较好。 (3)搅拌摩擦焊接有助于接头金属的晶粒細化以及强化相的弥散分布，因此改善了接头的塑性变形能力并提高了接头的冲击断裂性能。

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。从J工技术快速转换为民用技术，造福中国更多制造工业。

在电力、电子行业中、为解决大功率器件发热烧毁或过热导致性能不稳定等问题，常常需要使用辅助的散热器为器件降温。在需要对工作温度进行严格控制的场合，大概每个功率在50W以上的元器件至少使用1～2个铝散热器、因此、散热器在电子产品上的应用非常大。如某研究所开发的650KW大功率斩波器上的1GBT大功率开关元器件必须就安装在水冷散热器上才能正常工作。而水冷散热器在使用中，其密封与否、散热效率的高低将直接影响大功率开关元件的正常运行，同时这也是整个装置正常运作的关键。 传统的散热器较多采用铜、铝及其合金制造，连接工艺一般采用钎焊，部分采用熔焊。目前，从经济性、轻量化方面考虑、用铝材代替传统的铜材制造散热器是非常理想的。但是，与铜相比、铝更加不易钎焊，由于其较大的线膨胀系数，熔焊就更加困难。 对于散热器这样大而复杂的铝部件，焊接成为加工制造中Z难的一道工序。 搅拌摩擦焊技术属于固态焊接技术，具有优异的接头强度，对传统焊接方法难焊和不能焊接的铝、铜、镁等有色合金有很好的适应性。该技术非常适用于铝或铜质散热器的焊接。助推现代交通运输工具的轻量化发展。广东搅拌摩擦焊视频

铝合金特殊的物理性质决定，铝合金焊接难度大。佛山搅拌摩擦焊中心

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；佛山搅拌摩擦焊中心

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