铝合金在汽车工业中的应用:资料显示,铝合金代替传统的钢铁制造汽车,可使整车重量减轻30%~40%,制造发动机可减轻30%,制造缸体和缸盖可减重30%~40%,制造车轮可减轻50%。 为了获得比较高的扭转刚度以及良好的操作性能,奥迪汽车公司在A2(图3)、A8两种车型上,采用了ASF结构的全铝制框架,其中包括铝板、挤压成型件以及铸造铝合金等铝制零件··。法拉利公司的Mod-ena以及本田的Insight两种车型也采用了类似的铝制空间框架结构设计。福特公司的P2000则采取了单体设计的铝车身结构。 由于不断提高的环保要求,单台汽车平均用铝量在不断上升,已经由1973年的37kg发展到2002年的125kg。并且新的一些车型提高了铝合金材料的使用量,详见表251。 从以上分析可以看出,汽车用铝量有不断提高的趋势。所以从提高安全以及经济性方面考虑,有效解决铝及铝合金的连接是汽车制造工业在目前和将来面临的主要问题。公司率先开发了搅拌摩擦焊接装备及焊接工艺。深圳供应搅拌摩擦焊报告
钛合金/留合金异种金属搅拌摩擦焊时在焊接区形成了Ti-N系金属间化合物。这是由于Ti和A均是活性元素,搅拌原擦焊时,搅拌头与工件间的摩擦热提高焊缝温度,同时,焊缝区的Ti 与M在搅拌头的作用下混合,并经历剧烈的塑性变形,二者的综合作用使焊缝在固态下形成T-N金属间化合物。脆性的金属间化合物会使接头性能变差,当接头中形成数量较多的金属间化合物时,焊接接头变脆.在焊接应力作用下有可能导致焊缝开裂。 在焊核和铝合金母材边界还观察到磨损后脱落的颗粒。对颗粒进行能谱分析,发现其主要成分为62.09%Fe、17.03%Cr、6.79% Ni、6.92% Ti和6.44% Al(质量分数),这与搅拌头所用高温合金材料的成分接近,因此,这种颗粒是搅拌头磨损后脱落的颗粒,说明钛合金/铝合金异种材料焊接时搅拌头的磨损很严重。 因此,对于钛合金/铝合金异种材料的搅拌摩擦焊接,一方面要通过调整工艺减少焊接接头中金属间化合物的数量,另一面要研制耐磨损的搅拌头才有可能进一步提高接头性能。佛山推荐搅拌摩擦焊设备在船舶制造领域,搅拌摩擦焊得到了深入细致的研究和开发,并且得到了成功的应用。
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。
搅拌摩擦焊作为一种新型的装配制造工艺为飞机制造工程中总成本的降低提供了极大的可能性。进色公司正在探索扩大援拌降擦焊方法在其产品范围中的应用,如商用客机、战斗机和空间飞行器等。日前,对搅拌厚擦焊的研究和试验已经超出了简单的试验验证,且进入了系统化的工程应用开发阶段。对搅拌降擦焊的应用不是简单的连接方法的代替,而是系统级别的结构设计和制造主线的提高和进步,对航字系统的制造提供了一个根本性的变化。 波音公司已经对一个应用搅拌摩擦焊的战斗机零件进行了静态机械性能以及疲劳试验,并且进行了3 行验证。该公司目前正在致力于低成本、小批量、预成型件和机加工件的搅拌摩擦焊、来代替高成本、大型单件零件的制造。由于搅拌摩擦焊容易实现自动化,所以在未来它可以作为经合金结构制造装配的主要方法和关键技术。目前波音公司制作了3件方向舵翼,经过无损检测选择Z佳一件接受内、外表面飞行处理,然后装机试飞,经过6个周期的飞行试验,再检查缺口的发展情况,结果没有发现缺口扩展和失效迹象,进一步首试验验证正在进行中。率先开发了大厚度搅拌摩擦焊接装备及焊接工艺。
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>
为各行各业成功开发多种搅拌摩擦焊Z用装备及配套技术。搅拌摩擦焊厂家。深圳供应搅拌摩擦焊报告
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。深圳供应搅拌摩擦焊报告
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