東莞攪拌摩擦焊焊接內(nèi)部缺陷

1、攪拌摩擦焊是一項(xiàng)區(qū)別于熔化焊和機(jī)械連接的新型焊接技術(shù)； 2、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(diǎn)，攪拌摩擦焊在飛機(jī)制造工業(yè)中的應(yīng)用將具有巨大的潛在性。 3、攪拌摩擦焊技術(shù)的出現(xiàn)，為飛機(jī)的設(shè)計(jì)及制造提供了新的方法和途徑。 4、世界范圍的航宇工業(yè)正在探索擴(kuò)大攪拌摩擦焊技術(shù)在飛機(jī)、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)和空間飛行器上的應(yīng)用。 攪拌摩擦焊在飛機(jī)制造領(lǐng)域的諸多研究，預(yù)示著此技術(shù)在飛機(jī)制造領(lǐng)域?qū)?huì)有更很多的應(yīng)用。 縮比焊接件的壓縮試驗(yàn)：近期研究結(jié)果表明，攪拌摩擦焊具有相當(dāng)好的工藝重復(fù)性和寬的工藝窗口、在轉(zhuǎn)速波動(dòng)-20%~+40%和焊接速度波動(dòng)-33%～+100%的條件下，還能夠得到優(yōu)良的接頭；被焊零件的變形很小、對(duì)于長(zhǎng)度為1500mm 的零件Z大變形量2mm；經(jīng)過(guò)X射線和“相矩陣”超聲波掃描無(wú)損檢查，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)氣孔和裂紋；對(duì)縮比件的試驗(yàn)表明，焊接件的壓縮強(qiáng)度可以達(dá)到母材金屬的96%。盡管這些結(jié)果表明攪拌摩擦焊在中心翼盒中的應(yīng)用很成功，但還需要進(jìn)一步的試驗(yàn)驗(yàn)證和飛行測(cè)試。完全解決了鋁合金的特殊物理性質(zhì)造成的困擾。東莞攪拌摩擦焊焊接內(nèi)部缺陷

由于是自支撐結(jié)構(gòu)、且焊接時(shí)Z向壓力較大，容易導(dǎo)致隧道內(nèi)局部塌陷，影響冷卻液流量，為了考察隧道成型效果，將零件各個(gè)特征部位，如轉(zhuǎn)角、焊縫引入處等，進(jìn)行解割觀察，結(jié)果隧道內(nèi)部均勻一致.在轉(zhuǎn)角和焊縫引入處均無(wú)成型良好。從圖4中水冷隧道剖圖可以看出，焊縫下部的隧道成型良好，隧道內(nèi)沒(méi)有異物，不存在污染冷卻液的危險(xiǎn)。從金相腐蝕可以看出，焊縫成型致密，蓋板與基體結(jié)合良好，厚縫底部為焊接部位貼合面未形成深入焊縫的裂紋。因此，攪拌摩擦焊接工藝非常適合此種結(jié)構(gòu)的焊接。 1、攪拌摩擦焊在釬焊報(bào)廢件的修補(bǔ)中的應(yīng)用，焊接中，解決了零件焊縫存在1mm高度的臺(tái)階上下坡焊接的問(wèn)題。焊接的尾孔問(wèn)題采用引出到不加工部位予以解決。 2、針對(duì)超過(guò)設(shè)備焊接范圍的零件通過(guò)將焊縫分段進(jìn)行焊接，完成整體零件的焊接后，15mm厚度，長(zhǎng)寬分別為500mm和400mm的零件平面變形量可以控制在0.8mm范圍內(nèi)。尾孔引出到將要加工掉的部位。 3、針對(duì)含另一種鋁合金散熱結(jié)構(gòu)件的焊接。焊縫深度既包括12mm以上厚度的大結(jié)構(gòu)件，也有Smm以下的薄件，且其焊縫與邊沿非常接近，且不宜在零件上表面留下尾孔，尾孔問(wèn)題綜合采用塞焊和引出板予以解決。東莞攪拌摩擦焊焊接內(nèi)部缺陷為實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)和綠色制造起到示范作用。

接頭力學(xué)性能根據(jù)拉伸試驗(yàn)和彎曲試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，在焊后的試板上進(jìn)行取樣，試驗(yàn)結(jié)果的統(tǒng)計(jì)如圖4所示：當(dāng)/Ml.()時(shí)，抗拉強(qiáng)度在不同的 焊接速度下所體現(xiàn)的趨勢(shì)是類似的，基本上都是在 1.4-3.0之間某個(gè)區(qū)域達(dá)到ZUI高，向兩端下降；而當(dāng) 也>1.4時(shí)，彎曲性能基本合格,除此之外，還發(fā)現(xiàn)攪 拌摩擦焊焊縫的彎曲性能與內(nèi)部隧道缺陷存在一定 關(guān)系：在對(duì)焊縫進(jìn)行射線檢測(cè)時(shí)，w<1.4,容易在焊 縫內(nèi)部發(fā)現(xiàn)隧道缺陷，缺陷位置如圖5所示；當(dāng) 3N1.4時(shí)，焊縫內(nèi)部無(wú)隧道缺陷。ZUI優(yōu)合格參數(shù)區(qū)域 將焊縫抗拉強(qiáng)度達(dá)到母材的80%,彎曲性能合格、射線檢測(cè)合格且焊縫外觀合格的參數(shù)區(qū)域定義 為ZUI優(yōu)合格參數(shù)區(qū)域，如圖6所示。 旋轉(zhuǎn)速度/(r-min ') 圖6ZUI優(yōu)合格參數(shù)區(qū)域2('008(6(4(20ZUI終選定 1200 r/min, F=80() nim/inin,頂鍛力為14 kN,為5 mm厚6082-T6鋁合金攪拌摩擦焊 焊接工藝評(píng)定參數(shù)"焊接時(shí)采用恒壓力系統(tǒng).焊后 外觀成形美觀，飛邊較小，抗拉強(qiáng)度達(dá)到母材的 81%,彎曲試驗(yàn)結(jié)果為180。未出現(xiàn)任何缺陷,圖7 為該焊接工藝參數(shù)下的焊縫外觀、宏觀金相以及彎曲試樣。

攪拌摩擦焊作為一種新型的裝配制造工藝為飛機(jī)制造工程中總成本的降低提供了極大的可能性。進(jìn)色公司正在探索擴(kuò)大援拌降擦焊方法在其產(chǎn)品范圍中的應(yīng)用，如商用客機(jī)、戰(zhàn)斗機(jī)和空間飛行器等。日前，對(duì)攪拌厚擦焊的研究和試驗(yàn)已經(jīng)超出了簡(jiǎn)單的試驗(yàn)驗(yàn)證，且進(jìn)入了系統(tǒng)化的工程應(yīng)用開(kāi)發(fā)階段。對(duì)攪拌降擦焊的應(yīng)用不是簡(jiǎn)單的連接方法的代替，而是系統(tǒng)級(jí)別的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造主線的提高和進(jìn)步，對(duì)航字系統(tǒng)的制造提供了一個(gè)根本性的變化。 波音公司已經(jīng)對(duì)一個(gè)應(yīng)用攪拌摩擦焊的戰(zhàn)斗機(jī)零件進(jìn)行了靜態(tài)機(jī)械性能以及疲勞試驗(yàn)，并且進(jìn)行了3 行驗(yàn)證。該公司目前正在致力于低成本、小批量、預(yù)成型件和機(jī)加工件的攪拌摩擦焊、來(lái)代替高成本、大型單件零件的制造。由于攪拌摩擦焊容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，所以在未來(lái)它可以作為經(jīng)合金結(jié)構(gòu)制造裝配的主要方法和關(guān)鍵技術(shù)。目前波音公司制作了3件方向舵翼，經(jīng)過(guò)無(wú)損檢測(cè)選擇Z佳一件接受內(nèi)、外表面飛行處理，然后裝機(jī)試飛，經(jīng)過(guò)6個(gè)周期的飛行試驗(yàn)，再檢查缺口的發(fā)展情況，結(jié)果沒(méi)有發(fā)現(xiàn)缺口擴(kuò)展和失效跡象，進(jìn)一步首試驗(yàn)驗(yàn)證正在進(jìn)行中。技術(shù)解決了鋁合金加工制造過(guò)程中的連接技術(shù)瓶頸。

攪拌摩擦焊研究 基于攪拌摩擦焊技術(shù)的優(yōu)越性和在飛機(jī)制造系統(tǒng)中的潛在應(yīng)用。國(guó)際上的飛視制造商在得到英國(guó)得接研究所專利許可和技術(shù)支持的基礎(chǔ)上，相互合作，共同研究，積極探索攪拌摩擦焊技術(shù)在飛機(jī)制造系統(tǒng)中的各種應(yīng)用，開(kāi)展了多個(gè)有關(guān)攪拌摩擦焊的研究項(xiàng)目和課題。 歐洲航空工業(yè)公司在幾年前就開(kāi)展了兩項(xiàng)重要的有關(guān)攪拌摩擦焊的研究，來(lái)深入了解攪拌摩擦焊技術(shù)在飛機(jī)上應(yīng)用的潛在可能性，其中一項(xiàng)主要研究焊接過(guò)程中的技術(shù)問(wèn)題；另外一項(xiàng)研究飛猶猶身要求的板件制造過(guò)程中的結(jié)構(gòu)試驗(yàn)技術(shù)；除此以外還有國(guó)際間的項(xiàng)目，完成通用技術(shù)研究。攪拌摩擦焊在商用飛機(jī)主要承力結(jié)構(gòu)件上的應(yīng)用將取決于這些項(xiàng)目的研究結(jié)果，同時(shí)需要大量的研究數(shù)據(jù)來(lái)證明這項(xiàng)新型連接技術(shù)在飛機(jī)應(yīng)用上的安全性和可靠性。薄板材料的主要研究目標(biāo)是進(jìn)一步了解攪拌摩擦焊接頭的機(jī)械性能和耐腐蝕性能，其中包括同種和異種材料的焊接性及特征，機(jī)械和耐腐蝕性能測(cè)試，殘余應(yīng)力和腐蝕影響的Z小化，攪拌萃擦焊接頭的無(wú)損檢測(cè)，修理技術(shù)和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化。經(jīng)過(guò)此項(xiàng)目的研究，可以為飛機(jī)機(jī)身和機(jī)翼等框架結(jié)構(gòu)一種叫攪拌摩擦焊的新工藝，正在逐漸興起并有可能替代目前風(fēng)頭正健的激光焊。揭陽(yáng)攪拌摩擦焊西安

在未來(lái)的道路上，公司將進(jìn)一步提高智能化水平和生產(chǎn)效率，快速高效地為焊接行業(yè)提供較佳解決方案。東莞攪拌摩擦焊焊接內(nèi)部缺陷

機(jī)器人攪拌摩擦焊接的技術(shù)難題一，機(jī)器人攪拌摩擦焊接是一個(gè)“硬碰硬”的過(guò)程。攪拌摩擦焊是一種類似于塑性壓力加工的固相焊接技術(shù)，與其它熔化焊方法不同，攪拌摩擦焊接過(guò)程中，攪拌頭與被焊材料直接接觸，并施加焊接作用力（通常大于2kN），使材料塑化并發(fā)生塑性變形，這要求機(jī)器人的各個(gè)運(yùn)動(dòng)軸都要承受很大的作用力。實(shí)現(xiàn)機(jī)器人攪拌摩擦焊的基本條件是機(jī)器人負(fù)載能力必須很高，通常要求大于500kg，而且對(duì)于機(jī)器人在高載荷作業(yè)條件下的工作穩(wěn)定性、重復(fù)定位精度、空間位置和姿態(tài)規(guī)劃都有很高的要求。目前在國(guó)際上這種重載高精度工業(yè)機(jī)器人只有少數(shù)幾家企業(yè)能夠研發(fā)出來(lái)，這也一定程度上制約了機(jī)器人攪拌摩擦焊技術(shù)的發(fā)展。二，機(jī)器人攪拌摩擦焊對(duì)于焊接機(jī)頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和功能實(shí)現(xiàn)要求非常高，盡量做到輕便、實(shí)用。三，需要實(shí)現(xiàn)更高程度的智能化焊接，這就意味著在工作過(guò)程中，通過(guò)各種傳感器和閉環(huán)控制系統(tǒng)的集成，能夠?qū)崿F(xiàn)焊縫自動(dòng)識(shí)別、焊接路徑規(guī)劃、焊縫跟蹤以及恒壓力控制。第四，目前比較成熟的高承重工業(yè)機(jī)器人都是國(guó)外研發(fā)的，其本體控制系統(tǒng)開(kāi)放程度有限，如何將工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)姿態(tài)控制、攪拌摩擦焊機(jī)頭控制、焊接過(guò)程傳感與實(shí)時(shí)控制三者有效集成起來(lái)也是一個(gè)難題。東莞攪拌摩擦焊焊接內(nèi)部缺陷

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