中山铝合金搅拌摩擦焊气动夹具

搅拌摩擦焊是一种连续的、纯机械的新型固相连接技术，搅拌摩擦焊工作原理图如图1所示4°，其中搅拌头主要由轴肩和搅拌针组成，根据待焊工件的材料、厚度和结构等焊接时需要选用不同形式的轴肩和搅拌针，搅拌针长度一般略小于被焊接工件的厚度。 搅拌摩擦焊焊接过程中，搅拌针通过搅拌、摩擦使焊缝金属材料热塑化、热塑化材料在搅拌头的旋转摩擦作用下由搅拌针的前部向后部转移过渡，过渡后的热塑化金属在搅拌轴肩的作用下受到了挤压和锻造，终得到了由精细的锻造组织构成的焊缝接头，由于整个焊接过程中被焊接金属材料没有经过“熔化-凝固”过程，所以得到的是优异的固相接头连接。 搅拌摩擦焊缝组织不存在热裂纹、液化裂纹、氢气孔等在熔化焊接工艺中经常存在的焊接缺陷；焊接接头可以采用对接、搭接或丁字接头等多种形式；接头强度可以达到或接近母材强度、对于2000和6000系列铝合金，通过焊后时效处理可以提高接头强度，6082-T4铝合金母材、搅拌摩擦焊接头以及时效处理后的搅拌摩擦焊接头性能比较见表151。不经过时效处理的搅拌摩擦焊接头已经接近母材强度；时效处理以后，接头强度提高，并远远超过母材强度。利用科学发展观继续推进搅拌摩擦焊的发展。中山铝合金搅拌摩擦焊气动夹具

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。肇庆采购搅拌摩擦焊品牌几乎成为一种完全为铝合金材质定制的焊接技术。

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。

汽车车圈的搅拌摩擦焊制造： 挪威发明了一种采用搅拌摩擦焊技术制造汽车车圈的新技术，并被Fym公司成功用于剪服零件的制造，为将铸造或锻造的中心零件与锻铝制造的辐条焊接起来，该公司设计了2种接头形式对接接头和搭接接头，每个轮子含有2条平行的搅拌摩擦焊缝，并将中心零件设计为分支形式，以获得良好的载荷传递性能并减轻重量。 澳大利亚的西蒙斯公司利用搅拌摩擦焊发明了一种制造轧制的6061-0车轮辐条的新技术。首先制造一个预成型圆柱件，把它切成单个辐条形式，然后采用FSW技术焊成所需要的牺条形状，后按T6状态对其进行热处理。 制造轻合金车轮辐条，密歇根的Hayes Lemmer认为应在采用FSW技术焊接前，将焊缝根部区域的端面设计为斜面，以获得完全穿透的焊缝11。另外，平面端部可以做成一些特殊的形状，以利于FSW焊接中轴肩与工件接触，FSW焊接后，可以有意地对这些轻合金车轮辐条做一些旋转和轧制操作、以获得等厚度的辐条。成功开发了电动汽车铝电池壳体的搅拌摩擦焊产品。

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。率先开发了大厚度搅拌摩擦焊接装备及焊接工艺。惠州线性搅拌摩擦焊

解决大厚度铝合金焊接难题的“钥匙”！中山铝合金搅拌摩擦焊气动夹具

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。中山铝合金搅拌摩擦焊气动夹具

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