佛山搅拌摩擦焊倾角

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。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。佛山搅拌摩擦焊倾角

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。东莞优良搅拌摩擦焊公司搅拌摩擦焊为现代船舶制造提供了新的连接方法。

汽车铝合金的焊接性： 铝及铝合金材料长期暴露在空气中，容易在金属表面形成致密的氧化膜，虽然铝的熔点比较低（600℃左右），但是表面氧化膜的熔点却较高（2050℃），并且氧化膜的密度为纯铝密度的1.4倍，基于以上原因，铝合金氧化膜的存在为此类材料的熔化焊接造成了很大的困难，为此，采用熔化焊，通常需要在焊前对铝合金进行严格的氧化膜清理工作；但如果采用新型的搅拌摩擦焊技术，焊接过程中伴随着搅拌头的搅拌、挤压、粉碎、弥散等连续的机械作用，可以自动铝合金表面氧化膜，而不需要在焊前进行严格的清理工作。 铝合金焊接中另外一个重要缺陷是氢气孔，氢在液态铝中的溶解度很高，而在固态铝中的溶解度降低，采用熔焊方法焊接铝及其合金，由于工件表面有油污或者不干燥，焊接时焊缝金属中容易吸附大量的氢；当熔化焊缝冷却时，那些来不及析出的氢气就容易形成氢气孔；如果采用搅拌摩擦焊来焊接铝合金材料，基于搅拌摩擦焊技术本身固相焊接特点以及焊接过程中轴肩对焊缝金属的顶锻和自密封保护作用，焊接过程中焊缝不会吸附大量的氢，也不会在焊缝中形成氢气孔缺陷。

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。搅拌摩擦焊为船舶制造中铝合金结构件的连接提供了ZUI佳方案。

法国EADS合作研究中心（简称EADS CRCF）目前致力于铝合金焊接技术的发展，用来提高低成本高性能轻型飞机结构的制造能力，其中空中客车飞机的中心翼盒的制造研究便是其中涉及到的零件之一、如图5所示。此项目的主要研究内容是利用对接焊的挤压型材来代替 传统的铆接制造方法，以期在飞机中心翼盒的制造中达到减少重量和降低成本的目的。 图5 飞机中心翼盒的搅拌摩擦焊 对于此研究项目、得到固相连接接头的搅拌摩擦焊应该是Z佳的选择。因为一方面搅拌摩擦焊实现过程简单、工艺再现性好、焊接变形小，接头的机械性能优良，而且几乎没有焊接缺陷；另一方面飞机中心翼盒使用的材料是很难用熔焊焊接的7000系列铝合金，结构中需要长的线性焊缝并要求尽可能小的焊接应力和变形。所以、EADS中心针对搅拌摩擦焊技术采取了如下步骤进行研究∶（1）证明厚度为10mm的7000系列挤压铝合金型材搅拌摩擦焊的可行性，开发合适的焊接工艺方法；（2）在ESAB公司生产的半自动焊接设备上研究搅拌摩擦焊工艺方法的再现性和进一步改进与提高；（3）制作1500mm长的搅拌摩擦焊试验件；铝合金特殊的物理性质决定，铝合金焊接难度大。惠州水冷板搅拌摩擦焊

作为较先进和热门的一种焊接方法已广泛应用于铝合金材料的焊接，成为铝合金较佳的连接技术！佛山搅拌摩擦焊倾角

用打磨机、钢丝刷去除铝板表面及侧边的氧化膜，用1)40擦拭表面油污.试验时，以对接形式装夹，焊缝形式为511,装配后间隙值须小于0.1 mm, 错边量小于0.05 mm，焊接位置为PA位置。搅拌摩擦焊在搅拌头不变的情况下，其工艺参数包括搅拌头的前倾角、搅拌头旋转速度、焊接速度以及顶锻力，本试验中前倾角全部为2。，试验参数设置釆用了矩阵方法，共进行了8组试验，其中旋转速度的范围为400-2 500 r/min,焊接速度的范围是500-1 500 nim/min在试验初期由于顶锻力不确定，没有使用恒压力控制系统，而是采用了搅拌头按照J对 坐标系运动的方式，并釆用压力监测软件来读取顶 锻力的数据，以获取顶锻力的范围：通过改变工艺参数获得了不同性能的接头.焊后笔者对试件进行了外观检查、渗透及射线探伤，并沿着接头横断面 进行切割，得到宏观金相、拉伸、弯曲试件，进而 确定ZUI优焊接工艺参数佛山搅拌摩擦焊倾角

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