微搅拌摩擦焊

从目前的实际应用来看，搅拌摩擦焊技术具有许多优点。波音公司的应用表面，搅拌摩擦焊技术能够有效提高焊接接头强度、缩短生产周期、节约制造费用并减少焊接缺陷。比如搅拌摩擦焊技术在Ddlta Ⅳ型火箭中心助推器上的应用使焊接接头强度增加了30%-50%；制造周期降低了大约80%，由原来的23天减少为6天；通过改进接头设计，Ddlta Ⅳ和Ddlta Ⅱ的制造费用节省了60%；截止2002年4月，波音公司已经用搅拌摩擦焊技术为Ddlta Ⅱ型火箭生产了2100m长的无缺陷焊缝。在日立公司的应用表面，采用搅拌摩擦焊技术焊接铝合金列出壁板结构，可以获得较小的变形量（为MIG结构的1/12）、较高的冲击韧性（约为母材的1.7倍，是MIG接头的2.4倍）。 由于以上种种优点，搅拌摩擦焊技术不被用于火箭和高速列出的制造，在飞机、装甲运兵车、汽车以及船舶等领域同样得到了不同程度的应用。搅拌摩擦焊接在铝合金、镁合金等轻金属焊接方面广受关注。微搅拌摩擦焊

搅拌摩擦焊接技术的原理是什么？一个带特殊轴肩和针凸的搅拌工具（搅拌头）高速旋转着插入被焊工件的待焊界面起始处，搅拌工具（搅拌头）和被焊材料之间的摩擦剪切阻力产生了摩擦热，使材料软化发生塑性变形，并释放出塑性变形能量，当搅拌工具（搅拌头）受到驱动沿着待焊界面向前移动时，热塑化的材料由搅拌工具（搅拌头）的前部向后部转移，并且在搅拌工具（搅拌头）轴肩的锻造作用下，实现工件之间的固相连接。这种焊接方式可以达到其他焊接很难达到的高气密性和高焊接强度。因而现在广泛应用到铝挤材料拼焊和铝铸件材料的密封焊接。广东线性搅拌摩擦焊为中国汽车轻量化产业作出了重要的贡献。

机器人搅拌摩擦焊接的技术难题一，机器人搅拌摩擦焊接是一个“硬碰硬”的过程。搅拌摩擦焊是一种类似于塑性压力加工的固相焊接技术，与其它熔化焊方法不同，搅拌摩擦焊接过程中，搅拌头与被焊材料直接接触，并施加焊接作用力（通常大于2kN），使材料塑化并发生塑性变形，这要求机器人的各个运动轴都要承受很大的作用力。实现机器人搅拌摩擦焊的基本条件是机器人负载能力必须很高，通常要求大于500kg，而且对于机器人在高载荷作业条件下的工作稳定性、重复定位精度、空间位置和姿态规划都有很高的要求。目前在国际上这种重载高精度工业机器人只有少数几家企业能够研发出来，这也一定程度上制约了机器人搅拌摩擦焊技术的发展。二，机器人搅拌摩擦焊对于焊接机头的结构设计和功能实现要求非常高，尽量做到轻便、实用。三，需要实现更高程度的智能化焊接，这就意味着在工作过程中，通过各种传感器和闭环控制系统的集成，能够实现焊缝自动识别、焊接路径规划、焊缝跟踪以及恒压力控制。第四，目前比较成熟的高承重工业机器人都是国外研发的，其本体控制系统开放程度有限，如何将工业机器人运动姿态控制、搅拌摩擦焊机头控制、焊接过程传感与实时控制三者有效集成起来也是一个难题。

焊缝表面成形 不同热输入情况下，典型的焊缝表面成形如图。a系数过大或者过小，焊缝表面成形都不好.这说明热输入过大或者过小都会影响焊缝成形，由于轴肩具有一定的下压量，在焊接过 程中需要挤出一部分母材，如果被挤出的母材不能及时脱落而滞留在焊缝边缘就形成了飞边或毛刺w系数较小，导致焊缝金属热塑性不够，流动性不足，前进侧的材料不能充分流动到返回侧，挤压出的材料难以脱落而形成飞边或毛刺，表面粗糙；若3系数较大，塑性金属的流动性强，且体积明显增大，而此时由于搅拌头前进在其后方留下的瞬时空腔的体积较小，不足以容纳全部的塑性金属，使部分塑性金属溢出形成R边，从而导致焊缝内部金属缺失，形成孔洞，故3系数过大时，易形成表面粘连，甚至起皮由统计试马佥数据可知，当a>700 mm/niin时，焊缝表面成形良好；当1.6Wo)W3.0,旋 转速度<1 600 r/min时，焊缝表面无缺陷。专业团队专职服务；定期巡检；随时互动 ；24小时在线服务；2小时回应12小时到现场。

旋转速度相同条件下，焊接速度越高，焊缝表面越粗糙，甚至出现参差不齐的飞边。而相同焊接速度条件下，旋转速度越高，焊缝表面越光滑，没有或有少量飞边。搅拌摩擦焊接过程中的线能量与旋转速度、摩擦系数和焊接力等成正比，与焊接速度成反比。因此，旋转速度相同时，焊接速度越高，焊接线能量越低，相应的接头金属塑化情况变差，焊缝表面越粗糙。而相同焊接速度条件下，旋转速度越高，焊接线能量越高，接头金属塑化情况得到改善，因而焊缝表面越光滑。不同旋转速度条件下焊缝表面亮度不同。旋转速度较低时，焊缝表面比较暗，转速950r/min时焊缝表面局部发黑；随着旋转速度的提高，焊缝表面的亮度增加，在旋转速度为1500r/min时，焊缝表面呈银白色。这是由于作用于接头的搅拌头分为搅拌针和轴肩两部分，如图5所示。随着旋转速度的增加，轴肩与接头金属之间作用产生的热量不能够迅速向接头内部扩散，在焊缝表面形成能力聚积，可以认为焊缝表层的能力聚积使表层金属在未来的道路上，公司将进一步提高智能化水平和生产效率，快速高效地为焊接行业提供较佳解决方案。广州搅拌摩擦焊销售公司

成功开发了电动汽车铝电池壳体的搅拌摩擦焊产品。微搅拌摩擦焊

根据疫劳S-N曲线试验结果，对5A06 铝合金搅拌摩擦焊（FSW）和MIG焊接接头的疲劳性能进行了初步比较，分析讨论了搅拌摩擦焊过程中所产生的焊接缺陷对其疲劳性能的影响。 结果表明，在焊态下由于焊接接头几何形状等的影响，FSW的疲劳强度明显高于MIG焊接接头对FSW焊缝根部的“吻接”缺陷（kissing-bonds）是降低FSW焊接接头疲劳寿命的主要因素，旋转搅拌工具在焊缝表面形成的多余飞边将对疲劳行为产生明显影响。 搅拌摩擦焊（friction stir welding-FSW）接头的抗疲劳断裂特性是评定其构件使用性能的重要指标之一，近年来在国外有关FSW疲劳行为的研究已有报道，如FSW工艺参数如搅拌头旋转速度、移动速度对接头疲劳S-N曲线的影响；FSW接头中可能出现的缺陷类型及形式如未焊透、根部“吻接”缺陷（kissing-bonds）、焊缝熔核中“洋葱皮”锻造类（onion-skin forging ype）缺陷等对接头疲劳裂纹启始寿命的影响以及残余应力对疲劳裂纹扩展行为及门槛值的影响等。微搅拌摩擦焊

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