广东搅拌摩擦焊技术

旋转速度作为搅拌摩擦焊接过程中的主要参数之一，対6063铝合金搅拌摩擦焊接头的焊縫成形以及力 学性能等有重要影响。该研究通过对不同旋转速按条件下焊缝形貌以及接头强度制延伸率的研究，可以得 出以下结论： 1.旋转速度与焊接速度如匹配不当，可能在焊缝表面形成飞边，使焊缝成形粗糙、光洁度变差； 2.在l500r/min以下，随着旋转速度的提高，6063 -T6铝合金搅拌摩擦焊接头强度以及延伸率等均有所提高； 3.在1500r/,nin以上，6063 -T5铝合金搅拌摩擦焊接头强度均可达到母材强度的90%以上，ZUI高可达 96.2% ； 4.在l500r/min以上,匹配高焊接速度时6063 -T5铝合金搅拌摩擦焊接头可以得到比较高的延伸率, ZUI髙可达母材的85. 3%。 因此,适当选择焊接参数可以获得优ZHI的6063铝合金搅拌摩擦焊接头。未来轻量化是趋势搅拌摩擦焊解决轻合金焊接技术难题！广东搅拌摩擦焊技术

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。珠海搅拌摩擦焊 航天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。

在搅拌摩擦焊接头的宏观组织上（图3），可看出搅拌摩擦焊接头由四个区组成，从焊缝中心区域到母材金属分别为∶（a）动态再结晶区（焊核区），（b）热-机影响区，（c）热影响区，（d）母材金属。高质量的焊核部位存在一个致密均匀的“漩涡环”状结构，其外WEI是热-机影响区，此区域材料发生塑性变形和部分再结晶；实际焊接过程中搅拌摩擦焊接头的焊接接头形状会随着材料、搅拌头的形状以及所使用的焊接参数的不同发生明显的变化，焊接中心区域的尺寸一般稍大于特形搅拌棒的直径，但是远小于搅拌头轴肩的直径。 由于搅拌摩擦焊接头是精细的固态锻造组织，其力学性能指标一般接近或优于母材；在搅拌摩擦焊接头的热影响区，硬度指标一般会有一定程度的降低，但可以通过控制焊接热输入，经过热处理和时效，接头会恢复到与母材相近的性能指标。

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。

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。挤压型材焊接是搅拌摩擦焊接技术应用的重要方面。中山搅拌摩擦焊加工材料

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搅拌摩擦焊技术(friction stirwilding. FSW)是一项固相连接新技术。搅拌摩擦焊接过程中的主要热量来源是摩擦热与塑性变形能量。焊接起始阶段，由于搅拌头与接头金属之间属于“冷”接触，因而摩擦热起主要作用。稳定焊接阶段.由于接头金属已经充分塑性软化，软化金属随着搅拌头的运动实现转移.形成连续的塑性流。从而使搅拌头与接头金属之间的摩擦热减少，所以塑性变形能起着维持搅拌摩擦焊接过程正常进行的重要作用。搅拌摩擦焊接过程中没有金属熔化，焊接温度比较低，因而是一个固态焊接过程。并且焊接过程中伴随着强烈的摩擦、 碾压与粉碎作用。釆用搅拌摩擦焊接技术焊接铝合金，能够避免因接头金属熔化造成的气孔、裂纹等冶金缺陷，并对接头表面氧化膜有一定粉碎作用。广东搅拌摩擦焊技术

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