泡沫铝材的FSW焊接 泡沫铝材是一种典型的功能与结构一体化材料,具有密度低(约为铝材的10%)、强度高、减震性能好以及耐高温等优点。因此、泡沫铝材被认为是一种大有前途的未来汽车与其它交通运输工具的良好材料,德国卡曼汽车公司采用三明治夹层结构泡沫铝材制造轻便轿车的顶板盖,其强度比原来的钢质构件提高1 倍左右,而重量却减轻了25%。 泡沫铝板采用熔化焊连接时容易发发泡剂烧失现象,以至于焊缝区不再具有泡沫板的性能。德国学者使用搅拌摩擦焊技术焊接2块尚未发泡的AeSi7前驱体板,焊后焊缝组织没有缺陷仍然是夹心结构,发泡结构明显(见图7)、说明采用搅拌摩擦焊技术焊接泡沫铝板,发泡剂没有烧损从而保持了泡沫铝板的功能。采用搅拌摩擦焊技术连接泡沫铝材零部件15,可以减轻整车重量、提高车体强度。所以,搅拌降擦焊技术为汽车工业新型轻质材料的推广提供了技术保证。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。东莞铝合金搅拌摩擦焊气动夹具
搅拌摩擦焊接技术都可以焊接哪些材料,异种合金可以焊接吗?搅拌摩擦焊接技术可以焊接铅合金、铝合金、镁合金、铜合金、钢合金、钛合金等材料,对于异种材料焊接,主要体现在同种材料不同牌号之间的焊接,例如ADC12压铸铝合金与6061变形铝合金的焊接、T2纯铜与黄铜的焊接。还可以实现铜铝焊接。搅拌摩擦焊接技术可以焊接哪些形式的焊缝?搅拌摩擦焊接技术能够焊接点焊、对接、搭接、T型接头、筒体纵缝、筒体环缝等常规接头,也能够实现多层搭接、不等厚对接等异型接头的连接。江门搅拌摩擦焊和熔焊对比优劣搅拌摩擦焊作为一种基本的、新型的轻合金连接方法,将会对现代制造工业领域产生G命性的影响。
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;
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。技术解决了铝合金加工制造过程中的连接技术瓶颈。
赛福斯特不仅在技术方面不断研究开发,而且还将其较早推广到各大主流院校以谋共同发展,比如与哈尔滨工业大学、西北工业大学、清华大学、北京航空航天大学、中科院金属材料研究所、燕山大学等各个工业大学以及相关的研究机构达成了合作,鼓励其成立搅拌摩擦焊研究专业,培养专业人才,以在较短的时间内,把基础培养和技术研究基本架构建立起来。而赛福斯特在这其中扮演了中国搅拌摩擦焊中心的“”的角色,以推动技术和市场齐头并进。经过近20年的技术和市场培育,当前中国能够提供搅拌摩擦焊技术的企业已经培育了很多家,但他们都是赛福斯特较初的用户及其培育的企业。在一般人看来,赛福斯特当初的举措为自己培养了潜在的竞争对手,于他而言“只有众人拾柴才能火焰高,搅拌摩擦焊技术的发展和推广也是如此。”显然,他没有把这些同行看作是对手,而是当成了焊接技术创新道路上的队友。众人划桨开大船。也许正是因为赛福斯特有这样的胸怀,才得以将搅拌摩擦焊技术在中国发展得如此强劲。目前,在我国搅拌摩擦焊技术已成功应用到包括航空、航天、舰船、兵器等领域及汽车工业、水冷板、电力电子、轨道交通、5G等民用工业领域。他们对搅拌摩擦焊实现的效果赞不绝口。-东莞智谷。珠海优良搅拌摩擦焊公司
公司率先开发了搅拌摩擦焊接装备及焊接工艺。东莞铝合金搅拌摩擦焊气动夹具
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。东莞铝合金搅拌摩擦焊气动夹具
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