江门搅拌摩擦焊发展趋势

缝合坯料是由一些比较小的平板间连接而成，然后加工成需要的形状。采用缝合坯料主要是为了满足2 个方面的要求是提高汉年年身局部的强度第二是从减轻整车重量的角度考虑，不能因为局部需要高Q度、就加强整个零件的制造厚度。所以，缝合坯料采用的是局部加厚方式。另外，采用缝合坯料可以减少汽车制造中模具的数量。因为使用小的平板件可以连接成各种形状，所以不用为各种形状的缓合坯料制造不同的模具。 既满足了强度要求又不大量增加整车重量，所以铝合金缝合坯料被汽车结构设计采用，福特汽车公司P2000型概念车尾部的内支撑件如图6所示13。但是同其他铝质零件焊接一样，采用熔焊方法焊接缝合坯料存在着许多不足，并且为了避免熔焊中可能会出现的缺陷，需要采取各种辅助措施。比如为了降低氢气孔的产生率、要求待焊零件清洁干燥为了降低焊接难度，也为了防止夹渣，需要在焊前清理氧化膜；并且为了防止焊接过程中的焊缝氧化，需要使用保护气。激光焊在缝合坯料焊接中被大量使用，但是采用激光焊焊接铝质缝合坯料，不有上述熔焊中的共性问题，并且铝合金对光的反射能力很强，从而会降低激光焊接热效率。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。江门搅拌摩擦焊发展趋势

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。中山搅拌摩擦焊和熔焊对比优劣机械化自动焊可以减少对人工的依赖，加快生产效率，降低产品单个成本。

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。

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。成功开发了电动汽车铝电池壳体的搅拌摩擦焊产品。

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。是革M性的焊接技术，绿色环保自动化机械焊接。佛山铝板搅拌摩擦焊液压工装夹具

突破配套关键工艺装备自主研制等瓶颈问题。江门搅拌摩擦焊发展趋势

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。江门搅拌摩擦焊发展趋势

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