中山搅拌摩擦焊搅拌头材料

随着社会的发展和人们环境保护意识的加强，欧美等发达国家制订了越来越严格的汽车尾气排放标准，为此，各汽车制造企业需要严格控制其汽车产品的燃油消耗和废气排放，否则将面临失去竞争力、失去市场的危险。 研究表明∶汽车重量每降低0.1kg，每百公里油耗可减少0.7L；汽车自重每降低10%，燃油效率可以提高5.5%，所以汽车轻量化是汽车工业发展的必由之路。 汽车轻量化是通过2个方面达到的 ∶一是在汽车制造中采用轻质材料，二是改变汽车结构设计。 相对于汽车工业发展初期几乎采用一种材料——低碳钢，目前汽车工业中所使用的材料呈现多样化、轻量化、高Q度化的发展趋势，从而提高现代汽车的安全性、舒适性以及速度。新材料、新结构的使用需要采用新的连接技术，搅拌摩擦焊技术的发明恰好满足这种需求。搅拌摩擦焊技术（FSW）是一项G命性的固相连接新技术。迄今为止，搅拌摩擦焊技术在航空、航天、船舶、海洋工业、武器装备以及高速列车等领域的轻结构制造中的应用研究已展开，有的技术已投入使用并取得了良好的经济效益。在汽车制造领域，搅拌摩擦焊技术也逐渐引起了世界各大汽车制造商的关注。我国要发展成为制造强国和要创新性国家，在中国搅拌摩擦焊技术发展的晨曦中我们看到了希望的光芒。智谷。中山搅拌摩擦焊搅拌头材料

搅拌摩擦焊（简称FSW）原理，其中搅拌头由特殊形状的搅拌指棒和轴肩组成，搅拌指棒的形状比较特殊，一般要用具有良好耐高温力学和物理特性的抗磨损材料制造，焊接过程中搅拌指棒要旋转着插入被焊材料的结合界面处，并且沿着待焊界面向前移动，搅拌指棒长度一般略小于被焊材料的厚度。 搅拌摩擦焊对于轻合金材料如：铝合金、镁合金、锌合金等的连接在焊接方法、力学性能和生产效率上具有其他焊接方法不可比拟的优越性；由于焊接温度一般低于材料的熔点，所以搅拌摩擦焊是一种固态连接方法，焊缝接头具有优良的力学性能和很小的焊接变形，焊接过程中不需要保护气和焊丝，没有熔化、烟尘、飞溅、弧光，是一种环保型的新型连接技术。 目前，搅拌摩擦焊可以实现对接、搭接、角接等多种结构形式的连接，搅拌摩擦焊在轻合金结构件的制造中得到了越来越的应用。东莞搅拌摩擦焊市场一次性完成焊接及焊缝整形， 过程高效、焊缝美观。

近些年来，高速铁路在我国发展速度较快，高速列车的制造技术也得到了大力发展，列车车体的制造材料实现了从碳钢到不锈钢、铝合金的转变。 6000系铝合金具有中等强度、优异的成形性和耐蚀性，是目前铝合金车体应用量ZUI大的铝合金，然而， 使用熔化焊方法焊接铝合金，易出现气孔、焊接热 裂纹及软化等焊接缺陷；搅拌摩擦焊与传统熔焊法相比，具有焊接接头外观平整、性能优良、焊后残余应力和变形小，无烟尘、无辐射，不需焊丝、 不需气体保护、节能等优点申，人们在FSW研究和实际应用中已经发现，尽管这种方法本身可以获得高质量的接头，但是焊接工艺参数选取不当会产生焊接缺陷，使接头质量的下降，在这种情况下，实现接头质量的控制和预测是FSW的工业化应用亟待解决的问题。

铝合金在汽车工业中的应用：资料显示，铝合金代替传统的钢铁制造汽车，可使整车重量减轻30%~40%，制造发动机可减轻30%，制造缸体和缸盖可减重30%～40%，制造车轮可减轻50%。 为了获得比较高的扭转刚度以及良好的操作性能，奥迪汽车公司在A2（图3）、A8两种车型上，采用了ASF结构的全铝制框架，其中包括铝板、挤压成型件以及铸造铝合金等铝制零件··。法拉利公司的Mod-ena以及本田的Insight两种车型也采用了类似的铝制空间框架结构设计。福特公司的P2000则采取了单体设计的铝车身结构。 由于不断提高的环保要求，单台汽车平均用铝量在不断上升，已经由1973年的37kg发展到2002年的125kg。并且新的一些车型提高了铝合金材料的使用量，详见表251。 从以上分析可以看出，汽车用铝量有不断提高的趋势。所以从提高安全以及经济性方面考虑，有效解决铝及铝合金的连接是汽车制造工业在目前和将来面临的主要问题。铝合金列车对焊接接头在受到冲击时的変形能力要求比较高，搅拌摩擦焊接技术解决了此需求。

搅拌摩擦焊技术在电力行业的应用：目前国内电力行业电力传输用的交、直流功率转换热沉器（图1a）所示），前期为ABB进口产品、目前国家根据电力发展需要将其国产化。该热沉器产品材料为6063铝合金材料、ABB公司的产品工艺要求必须用搅拌摩擦焊接，而且目前所有焊接技术（TIG、电子束、激光）都无法焊接、搅拌摩擦焊接工艺占到产品总加工量的四分之一。要实现该产品的国产化，必须采用搅拌摩擦焊工艺。经过2003年的努力，通过调整合适的焊拨压人量，解决了焊接中的隧道缺陷问题，该热沉器产品已经在中国搅拌摩擦焊中心实验室开发成功，并且已生产出合格产品样件，该样件经过厂家的检验，在2.5MPa压力下持续7个小时不泄量（设计检验指标∶1.5MPa压力下持续15分钟不泄漏），产品质量和性能远远超过厂家设计和检验指标。 以提高产品的FSW质量为出发点，中心还就产品的焊前准备、焊接操作规程、FSW生产工艺、产品静压检测以及无损检测等方面进行了再开发和研究，日前已具备较为成熟的全套生产与检验工艺标准。公司已经可以实现铝、镁、铜、钛、铁等合金以及异种金属的焊接，公司采用FSW技术生产的铝合金结构件。肇庆搅拌摩擦焊中心

为搅拌鑫擦焊技术在中国市场的开发、推广和工业化应用开启了大门。中山搅拌摩擦焊搅拌头材料

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。中山搅拌摩擦焊搅拌头材料

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