惠州搅拌摩擦焊的搅拌头

大型挤压成型件的FSW拼接 汽车工业中一般可接受大直径为200~300mm的挤压成型件。随着挤压成型件尺寸加大、单位重量的成本也增加，所以直接制造大型挤压成形件从成本上形是很难为汽车制造商接受，并且随着挤压成形件尺寸变大，制造误差也变大，所以直接制造大型的挤压成形件在使用上也是不能满足要求。 目前，无论是从成本上，还是从使用上考虑，采用搅拌摩擦焊技术把小型挤压成形件制造成满足使用要求的大型挤压成形件，是当前汽车制造商的S选制造方法，其中，美国Tower汽车公司已经采用搅拌摩擦焊技术2块小型的挤压成形件拼接成汽车用的悬挂连接臂。 考虑到零件尺寸（尤其是焊缝尺寸）与经济效益密切相关的焊接速度以及该工艺所需要的工作压力，制造该零件需要用搅拌摩擦焊设备。由于挤压成形工艺节省了大量成本，并且焊接过程中没有其他消耗，所以采用搅拌摩擦焊后的总的经济效益取决于设备投资以及焊接效率。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。惠州搅拌摩擦焊的搅拌头

减轻质量、提高推重比和增加有效载荷一直是航空发动机和飞机结构设计追求的目标，钛合金由于具有质轻、比强度高以及抗冲击等优点而成为航空航天重点发展的新材料之一。 而铝合金是目前航空航天、录器装备等高新技术领域中很多应用的金属材料21。 因此，将钛合金与铝合金连接形成复合结构可以Z大积覆地利用材料各自的优点，获得更好的经济效益，因而，在航空航天、武器装备等领域具有广阔的应用景。然而、钛合金与铝合金都是活性、极易氧化的金属，两者熔点、热导率、热膨胀系数以及晶体结构等物理性能差异很大，采用常规的焊接方法难以获得满足使用性能要求的焊接接头，如熔化焊接时，两种属液相混合将生成大量脆性金属间化合物，接头强度很低。 目前，国内外采用电弧熔钎焊”、激光溶钎、固态扩散焊和液相扩散焊等方法对钛和铝异种材料的焊接进行了研究。搅拌摩擦焊是一种固拔扩散焊接方法，基本不受材料的物理化学性能和力学性能、晶体结构等的影响，对克服不同材料性能差弄带来的焊接困难具有极大的优势，能够避免熔化焊的一些缺陷、减少脆性金属间化合物的形成，比较适合于异种材料的连接。惠州搅拌摩擦焊的搅拌头搅拌摩擦焊技术在国内已经得到迅速发展，并且在工业制造领域得到了G泛应用。-智谷。

试验采用Al-Mg系列5A06铝合金制备对接接头试样，该铝合金具有较高的强度和较好的焊接性。 对MIG焊和FSW试样，首先用两块大平板对接施焊，然后用线切割将对接板件切割为具体试样。 试验表明，MIG焊试样我劳断裂发生在焊缝中心的试样，其疲劳裂纹萌生在气孔缺陷部位。其它试样尽管存在一定气孔缺陷，但由于其应力集中相对较低，对疲劳行为影响不明显，而焊趾部位和在此处的微缺陷是导致疲劳断裂的主要因素。 另外，虽然采用局部点固和双面对称焊接措施控制焊接变形，但所有试样均出现了3.1°~4.8°的角变形。在疲劳拉伸载荷作用下，焊接角变形将产生附加的弯矩作用，并增加焊趾局部的应力集中，从而进一步降低MIG焊接接头疲劳强度。 对焊态FSW对接接头，在搅拌摩擦焊接过程中，搅拌工具肩部要与被焊试板紧密压在一起，工具肩部的搅拌头插入板件对接线处，为保证工具肩部与工件的紧密结合，搅拌头的长度应稍小于焊接板的厚度。 搅拌摩擦焊试样的疲劳强度明显高于MIG焊试样的疲劳强度，FSW的S-N曲线比MIG焊的变化更为平缓。

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。利用科学发展观继续推进搅拌摩擦焊的发展。

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。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。珠海搅拌摩擦焊新能源车

铝合金搅拌摩擦焊接头的冲击韧度比较好，包括冲击力、冲击载荷以及冲击条件下的接头变形。惠州搅拌摩擦焊的搅拌头

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。惠州搅拌摩擦焊的搅拌头

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