江門鋁板攪拌摩擦焊介紹

波音公司對多種攪拌摩擦焊接頭進行了研究。薄板對接接頭是航空領域使用Z普遍的一種連接方式. 這種攪拌摩擦焊接頭容易制造，其實用性已經(jīng)被證明。但是搭接接頭的攪拌摩擦焊由于中間橫向界面的存在，相對比較困難，材料的清洗，接頭的外形以及上層零件的厚度減少等都需要研究。由于攪拌頭肩臺的存在，飛機肋條需要變?yōu)門形以承受焊接壓力，焊后由于T形接頭焊核兩邊存在缺口，由此引起的應力集中會減少接頭的壽命。 T形接頭的兩側存在缺口（圖4°）的原因是T形搭接無法實現(xiàn)攪拌頭和底部支撐材料的等寬度焊接. 底部材料必須作為攪拌塑化材料的容器實現(xiàn)焊接。缺口的存在通常會引起嚴重應力集中，從而減少結構件的疲勞壽命；但對T形接頭以及擴展蒙皮的“蝴蝶”高周試驗卻很有趣，通過試驗觀察，疲勞失效很少發(fā)生在缺口的尾段，相反卻多發(fā)生在懸臂筋條末端的未焊接蒙皮上。波音公司目前致力于攪拌摩擦焊研究和應用，其中主要研究薄板對接接頭、厚板對接接頭、薄板T形接頭在航宇工業(yè)中的應用。引起了各國學者和研究機構的G泛重視 ,成為了國內(nèi)外的研究熱點。江門鋁板攪拌摩擦焊介紹

試驗采用Al-Mg系列5A06鋁合金制備對接接頭試樣，該鋁合金具有較高的強度和較好的焊接性。 對MIG焊和FSW試樣，首先用兩塊大平板對接施焊，然后用線切割將對接板件切割為具體試樣。 試驗表明，MIG焊試樣我勞斷裂發(fā)生在焊縫中心的試樣，其疲勞裂紋萌生在氣孔缺陷部位。其它試樣盡管存在一定氣孔缺陷，但由于其應力集中相對較低，對疲勞行為影響不明顯，而焊趾部位和在此處的微缺陷是導致疲勞斷裂的主要因素。 另外，雖然采用局部點固和雙面對稱焊接措施控制焊接變形，但所有試樣均出現(xiàn)了3.1°~4.8°的角變形。在疲勞拉伸載荷作用下，焊接角變形將產(chǎn)生附加的彎矩作用，并增加焊趾局部的應力集中，從而進一步降低MIG焊接接頭疲勞強度。 對焊態(tài)FSW對接接頭，在攪拌摩擦焊接過程中，攪拌工具肩部要與被焊試板緊密壓在一起，工具肩部的攪拌頭插入板件對接線處，為保證工具肩部與工件的緊密結合，攪拌頭的長度應稍小于焊接板的厚度。 攪拌摩擦焊試樣的疲勞強度明顯高于MIG焊試樣的疲勞強度，F(xiàn)SW的S-N曲線比MIG焊的變化更為平緩。深圳雙軸肩攪拌摩擦焊他們對攪拌摩擦焊實現(xiàn)的效果贊不絕口。

采用攪拌摩擦焊對TCL 敬公金承LP6招合金導種金屬進行焊接，采用金相、掃描電鏡和能相分析評接接頭的組織。結果表明攪拌摩擦焊接頭中，鈦合金母材與焊接的界面凸凹不平，這界處昏亮顆粒，兩部合金母材與焊被的界面光滑、平整；焊接區(qū)鋁合金基體上分布大小不等的顆粒，這種數(shù)兩種類型，一種顆粒的尺寸較小、呈細長條狀，另一種顆粒尺寸較大，整體呈暗灰色、邊緣有少量劃條帶。兩種顆粒中均有TY-Al金屬間化合物存在數(shù)合金/鋁合金異種材料焊接時，攪拌頭的磨擦膠性在焊接和鋁合金母材的邊界存在在攪拌頭磨損后脫落的顆粒。

攪拌摩擦焊接技術在電力行業(yè)應用：中國攪拌摩擦焊中心與電子科技聯(lián)合研制開發(fā)6063、LD10和LF5等鋁合金散熱器的攪拌摩擦焊接工藝，該散熱器用作某型號控制電路板外接液冷散熱，以保證電子元器件正常的工作溫度。 它傳統(tǒng)的焊接工藝是將蓋板與底座用釬焊方法進行連接，形成蛇形液流通道空腔，電路板置于其上，工作過程中通入循環(huán)冷卻液進行散熱。但是，復雜的蓋板與槽之間形成了復雜的配合效果，整條焊縫的配合間隙極不一致，采用釬焊很難保證復雜的蛇形曲線焊縫得到一致的連接深度和強度、容易出現(xiàn)多種難以避免的焊接缺陷。前期生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，零件表面加工掉lmm左右的余量之后，打壓試驗中出現(xiàn)了多處的滲漏；而且部分釬料滲流到液流通道中影響流量，并污染冷卻液。經(jīng)研究課題組決定嘗試采用攪拌摩擦焊接方法進行焊接。 采用攪拌摩擦焊接專yong設備及其焊接的兩件蛇形蓋板鋁合金散熱器，焊后表面加工掉1mm后打壓4MPa持續(xù)20分鐘無滲漏，超過2MPa持續(xù)15分鐘無滲漏的設計要求。且通過理論計算。但對15mm寬帶板內(nèi)水道結構，1mm的FSW有效焊接深度就可以承受10MPa以上的內(nèi)壓力。公司率先開發(fā)了攪拌摩擦焊接裝備及焊接工藝。

飛機機翼結構的攪拌摩擦焊應用研究 英國宇航空中客車公司（BAA）主要負責空客系列飛機機翼的設計和裝配。機翼設計的空氣動力性能以及結構的商業(yè)效率基本上歸功于操作費用的降低。集成設計中基本費用的節(jié)省和直接操作費用的降低取決于設計技術先進性和Z佳材料、工藝和制造方法的應用°。通過恰當?shù)脑O計和正確的應用，攪拌摩擦焊可以是Z佳的焊接技術，以期在降造成本方面勝過現(xiàn)有的設計和制造途徑。 結構安全和可靠性是飛機設計、制造和維修等都關心的主題。所以需要無數(shù)的結構試驗來證明機翼結構中的設計、材料和制造方法的有效性。在研究中得到的所有試驗結果對攪拌摩擦焊租螺栓以及鉚接連接進行了比較。 基于成本降低、重量減少以及優(yōu)越的接頭性能等方面的諸多優(yōu)點，攪拌摩擦焊在飛機制造工業(yè)中的應用將具有巨大的潛在性。 攪拌摩擦焊技術的出現(xiàn)，為飛機的設計及制造提供了新的方法和途徑。公司已經(jīng)可以實現(xiàn)鋁、鎂、銅、鈦、鐵等合金以及異種金屬的焊接，公司采用FSW技術生產(chǎn)的鋁合金結構件。肇慶攪拌摩擦焊論壇

鋁合金列車對焊接接頭在受到?jīng)_擊時的変形能力要求比較高，攪拌摩擦焊接技術解決了此需求。江門鋁板攪拌摩擦焊介紹

大型擠壓成型件的FSW拼接 汽車工業(yè)中一般可接受大直徑為200~300mm的擠壓成型件。隨著擠壓成型件尺寸加大、單位重量的成本也增加，所以直接制造大型擠壓成形件從成本上形是很難為汽車制造商接受，并且隨著擠壓成形件尺寸變大，制造誤差也變大，所以直接制造大型的擠壓成形件在使用上也是不能滿足要求。 目前，無論是從成本上，還是從使用上考慮，采用攪拌摩擦焊技術把小型擠壓成形件制造成滿足使用要求的大型擠壓成形件，是當前汽車制造商的S選制造方法，其中，美國Tower汽車公司已經(jīng)采用攪拌摩擦焊技術2塊小型的擠壓成形件拼接成汽車用的懸掛連接臂。 考慮到零件尺寸（尤其是焊縫尺寸）與經(jīng)濟效益密切相關的焊接速度以及該工藝所需要的工作壓力，制造該零件需要用攪拌摩擦焊設備。由于擠壓成形工藝節(jié)省了大量成本，并且焊接過程中沒有其他消耗，所以采用攪拌摩擦焊后的總的經(jīng)濟效益取決于設備投資以及焊接效率。江門鋁板攪拌摩擦焊介紹

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