搅拌摩擦点焊

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。为铝合金的快速发展应用起到了重要的推动作用。搅拌摩擦点焊

接头力学性能根据拉伸试验和弯曲试验标准，在焊后的试板上进行取样，试验结果的统计如图4所示：当/Ml.()时，抗拉强度在不同的 焊接速度下所体现的趋势是类似的，基本上都是在 1.4-3.0之间某个区域达到ZUI高，向两端下降；而当 也>1.4时，弯曲性能基本合格,除此之外，还发现搅 拌摩擦焊焊缝的弯曲性能与内部隧道缺陷存在一定 关系：在对焊缝进行射线检测时，w<1.4,容易在焊 缝内部发现隧道缺陷，缺陷位置如图5所示；当 3N1.4时，焊缝内部无隧道缺陷。ZUI优合格参数区域 将焊缝抗拉强度达到母材的80%,弯曲性能合格、射线检测合格且焊缝外观合格的参数区域定义 为ZUI优合格参数区域，如图6所示。 旋转速度/(r-min ') 图6ZUI优合格参数区域2('008(6(4(20ZUI终选定 1200 r/min, F=80() nim/inin,顶锻力为14 kN,为5 mm厚6082-T6铝合金搅拌摩擦焊 焊接工艺评定参数"焊接时采用恒压力系统.焊后 外观成形美观，飞边较小，抗拉强度达到母材的 81%,弯曲试验结果为180。未出现任何缺陷,图7 为该焊接工艺参数下的焊缝外观、宏观金相以及弯曲试样。中山什么是搅拌摩擦焊发展史为实现传统制造业的转型升级和绿色制造起到示范作用。

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。

型材壁板结构搅拌摩擦焊 由于受到制造技术的限制，市场上的挤压型材的尺寸一般不会很大，所以利用搅拌摩擦焊把小尺寸的铝合金型材连接成船舶制造所需要的大型预成形壁板构件，已经成为轻合金船舶制造的主要手段。 利用搅拌摩擦焊接技术，船用大型集成化预成形铝合金构件的制造目前实现批量化和工业化、通过对型材结构和制造成本的优化，尺寸为12.5×2.8（m）的铝合金预成形结构件已经实现了批量化生产和应用。然而，越来越多的生产厂家要求尽可能宽的预成形板材，以减少船舶制造过程中的装配工作量。 目前用于双体快船侧板制造的搅拌摩擦焊预成形结构件的尺寸已经达到13×16（m）。 搅拌摩擦焊具有很稳定的生产再现性和很宽的工艺裕度，所以搅拌摩擦焊是一种高可靠性的制造方法，迄今，尽管搅拌摩擦焊在船舶制造行业发展和应用很快、并且这种连接方法得到了 Gemanischer Lioyd，Det Noske Veritas以及 Registro Inaliano Navale 等船舶认证机构的认可和肯定。展会上搅拌摩擦焊技术引起客人的热切关注。

搅拌摩擦焊技术可以焊接哪些行业的哪些产品？在航天领域，可以焊接航天飞行器燃料贮箱、航天飞行器筒体等结构件。在航空领域，可以焊接飞机货仓地板、舱门等机构件。在兵器领域，可以焊接鱼雷筒体、导弹筒体等结构件。在船舶领域，可以焊接铝合金上层建筑、甲板等结构件。在列车领域，可以焊接车身地板、侧墙、顶板、液冷散热器等结构件。在汽车领域，可以焊接电池包托盘、电控壳体、电机壳体、轮毂等结构件。在电力电子领域，可以焊接液冷散热器（例如5G基站散热器）、管道筒体结构件等。在冶金领域，可以焊接铅合金阳极板、铝合金阴极板。在铝铸件领域，焊接水冷板在未来的道路上，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。搅拌摩擦焊技术

突破配套关键工艺装备自主研制等瓶颈问题。搅拌摩擦点焊

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。搅拌摩擦点焊

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