飞机机翼结构的搅拌摩擦焊应用研究 英国宇航空中客车公司(BAA)主要负责空客系列飞机机翼的设计和装配。机翼设计的空气动力性能以及结构的商业效率基本上归功于操作费用的降低。集成设计中基本费用的节省和直接操作费用的降低取决于设计技术先进性和Z佳材料、工艺和制造方法的应用°。通过恰当的设计和正确的应用,搅拌摩擦焊可以是Z佳的焊接技术,以期在降造成本方面胜过现有的设计和制造途径。 结构安全和可靠性是飞机设计、制造和维修等都关心的主题。所以需要无数的结构试验来证明机翼结构中的设计、材料和制造方法的有效性。在研究中得到的所有试验结果对搅拌摩擦焊租螺栓以及铆接连接进行了比较。 基于成本降低、重量减少以及优越的接头性能等方面的诸多优点,搅拌摩擦焊在飞机制造工业中的应用将具有巨大的潜在性。 搅拌摩擦焊技术的出现,为飞机的设计及制造提供了新的方法和途径。搅拌摩擦优先东莞智谷光电科技有限公司。广州搅拌摩擦焊设备价格
在电力、电子行业中、为解决大功率器件发热烧毁或过热导致性能不稳定等问题,常常需要使用辅助的散热器为器件降温。在需要对工作温度进行严格控制的场合,大概每个功率在50W以上的元器件至少使用1~2个铝散热器、因此、散热器在电子产品上的应用非常大。如某研究所开发的650KW大功率斩波器上的1GBT大功率开关元器件必须就安装在水冷散热器上才能正常工作。而水冷散热器在使用中,其密封与否、散热效率的高低将直接影响大功率开关元件的正常运行,同时这也是整个装置正常运作的关键。 传统的散热器较多采用铜、铝及其合金制造,连接工艺一般采用钎焊,部分采用熔焊。目前,从经济性、轻量化方面考虑、用铝材代替传统的铜材制造散热器是非常理想的。但是,与铜相比、铝更加不易钎焊,由于其较大的线膨胀系数,熔焊就更加困难。 对于散热器这样大而复杂的铝部件,焊接成为加工制造中Z难的一道工序。 搅拌摩擦焊技术属于固态焊接技术,具有优异的接头强度,对传统焊接方法难焊和不能焊接的铝、铜、镁等有色合金有很好的适应性。该技术非常适用于铝或铜质散热器的焊接。肇庆搅拌摩擦焊 应用整合技术和制造资源,实现优势互补,共同服务于全球工业制造业。
根据疫劳S-N曲线试验结果,对5A06 铝合金搅拌摩擦焊(FSW)和MIG焊接接头的疲劳性能进行了初步比较,分析讨论了搅拌摩擦焊过程中所产生的焊接缺陷对其疲劳性能的影响。 结果表明,在焊态下由于焊接接头几何形状等的影响,FSW的疲劳强度明显高于MIG焊接接头对FSW焊缝根部的“吻接”缺陷(kissing-bonds)是降低FSW焊接接头疲劳寿命的主要因素,旋转搅拌工具在焊缝表面形成的多余飞边将对疲劳行为产生明显影响。 搅拌摩擦焊(friction stir welding-FSW)接头的抗疲劳断裂特性是评定其构件使用性能的重要指标之一,近年来在国外有关FSW疲劳行为的研究已有报道,如FSW工艺参数如搅拌头旋转速度、移动速度对接头疲劳S-N曲线的影响;FSW接头中可能出现的缺陷类型及形式如未焊透、根部“吻接”缺陷(kissing-bonds)、焊缝熔核中“洋葱皮”锻造类(onion-skin forging ype)缺陷等对接头疲劳裂纹启始寿命的影响以及残余应力对疲劳裂纹扩展行为及门槛值的影响等。
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。
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。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。深圳搅拌摩擦焊ppt
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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。广州搅拌摩擦焊设备价格
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