珠海搅拌摩擦焊双轴肩

搅拌摩擦焊研究 基于搅拌摩擦焊技术的优越性和在飞机制造系统中的潜在应用。国际上的飞视制造商在得到英国得接研究所专利许可和技术支持的基础上，相互合作，共同研究，积极探索搅拌摩擦焊技术在飞机制造系统中的各种应用，开展了多个有关搅拌摩擦焊的研究项目和课题。 欧洲航空工业公司在几年前就开展了两项重要的有关搅拌摩擦焊的研究，来深入了解搅拌摩擦焊技术在飞机上应用的潜在可能性，其中一项主要研究焊接过程中的技术问题；另外一项研究飞犹犹身要求的板件制造过程中的结构试验技术；除此以外还有国际间的项目，完成通用技术研究。搅拌摩擦焊在商用飞机主要承力结构件上的应用将取决于这些项目的研究结果，同时需要大量的研究数据来证明这项新型连接技术在飞机应用上的安全性和可靠性。薄板材料的主要研究目标是进一步了解搅拌摩擦焊接头的机械性能和耐腐蚀性能，其中包括同种和异种材料的焊接性及特征，机械和耐腐蚀性能测试，残余应力和腐蚀影响的Z小化，搅拌萃擦焊接头的无损检测，修理技术和设计标准化。经过此项目的研究，可以为飞机机身和机翼等框架结构解决大厚度铝合金焊接难题的“钥匙”！珠海搅拌摩擦焊双轴肩

铝合金材料的搅拌摩擦焊 搅拌摩擦焊几乎可以焊接所有系列的铝合金材料，其中包括以前传统焊接方法认为“不可焊接”的沉淀强化高Q铝合金材料；对于异种材料的连接，搅拌摩擦焊也具有较大的优越性，如搅拌摩擦焊不可以实现2024/6061 以及2024/7075 等不同牌号铝合金材料的焊接、还可以实现铜合金和铝合金等不同种材料的焊接。 经过多年研究，目前搅拌摩擦焊可以焊接厚度为1~150mm的铝合金材料（图2所示为单道焊接的20mm厚的搅拌摩擦焊接头），焊接速度从5mm/s到8000mm/min。 除铝合金外，搅拌摩擦焊在铜合金、镁合金、锌合金、铅合金上的开发应用也取得很大进展；国外资料介绍了铜合金、钛合金结构件和铝基复合材料的搅拌摩擦焊研究也很成功；另外异种材料的搅拌摩擦焊连接，如铝合金与镁合金、铝合金与铜合金等已经取得了成功应用。中山搅拌摩擦焊制作费用为汽车、轨道客车、通讯电子等领域提供了技术的成果转化和产业化推广。

波音公司对多种搅拌摩擦焊接头进行了研究。薄板对接接头是航空领域使用Z普遍的一种连接方式. 这种搅拌摩擦焊接头容易制造，其实用性已经被证明。但是搭接接头的搅拌摩擦焊由于中间横向界面的存在，相对比较困难，材料的清洗，接头的外形以及上层零件的厚度减少等都需要研究。由于搅拌头肩台的存在，飞机肋条需要变为T形以承受焊接压力，焊后由于T形接头焊核两边存在缺口，由此引起的应力集中会减少接头的寿命。 T形接头的两侧存在缺口（图4°）的原因是T形搭接无法实现搅拌头和底部支撑材料的等宽度焊接. 底部材料必须作为搅拌塑化材料的容器实现焊接。缺口的存在通常会引起严重应力集中，从而减少结构件的疲劳寿命；但对T形接头以及扩展蒙皮的“蝴蝶”高周试验却很有趣，通过试验观察，疲劳失效很少发生在缺口的尾段，相反却多发生在悬臂筋条末端的未焊接蒙皮上。波音公司目前致力于搅拌摩擦焊研究和应用，其中主要研究薄板对接接头、厚板对接接头、薄板T形接头在航宇工业中的应用。

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。从J工技术快速转换为民用技术，造福中国更多制造工业。

力学性能分析：每道焊缝分别在起始位置、中间位置以及终止位置（不包括焊缝末端的匙孔》取一个试样；力学修试验在ZD10/90电子拉力试验机上进行。根据每道焊缝中3个试样的拉伸试验值求平均值，分析旋转逸对6063铝合金搅拌摩擦焊接头力学性能的影响。旋转速度对6063铝合金搅拌摩擦焊接头抗拉强度的影响。随着旋转速度的提高，接头强度色加。当旋转速度为950r/min时，接头强度约为105MPa；当旋转速度为1500r/min 时，接头强度在140%以上。旋转速度对6063铝合金搅拌摩擦焊接头延伸率的影响。接头延伸率与接头强度有相同的趋旋转速度以及焊接速度对接头延仲率有着类似的影响。当旋转速度为950r/min 时，接头延伸率为2.0；当旋转速度为1500/min，采用低焊接速度匹配时，接头延伸率达到4.0；而当采用高焊接速度匹配时，头延伸率可以达到6.0以上。 由试验一的结果可以看出，高旋转速度、高焊接速度匹配条件下的接头强度、延伸率均比较高。秘这一结果，设计了第二次试验，试验材料改为T5状态6063铝合金。为中国制造工业技术的发展和提高做出了Zhuo越贡献。深圳代加工搅拌摩擦焊解决方案

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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。珠海搅拌摩擦焊双轴肩

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