在電力、電子行業(yè)中,、為解決大功率器件發(fā)熱燒毀或過熱導致性能不穩(wěn)定等問題,，常常需要使用輔助的散熱器為器件降溫。在需要對工作溫度進行嚴格控制的場合,，大概每個功率在50W以上的元器件至少使用1～2個鋁散熱器,、因此、散熱器在電子產品上的應用非常大,。如某研究所開發(fā)的650KW大功率斬波器上的1GBT大功率開關元器件必須就安裝在水冷散熱器上才能正常工作,。而水冷散熱器在使用中，其密封與否,、散熱效率的高低將直接影響大功率開關元件的正常運行,，同時這也是整個裝置正常運作的關鍵。 傳統(tǒng)的散熱器較多采用銅,、鋁及其合金制造,，連接工藝一般采用釬焊，部分采用熔焊,。目前,，從經濟性、輕量化方面考慮,、用鋁材代替?zhèn)鹘y(tǒng)的銅材制造散熱器是非常理想的,。但是，與銅相比,、鋁更加不易釬焊,，由于其較大的線膨脹系數(shù)，熔焊就更加困難,。 對于散熱器這樣大而復雜的鋁部件,，焊接成為加工制造中Z難的一道工序。 攪拌摩擦焊技術屬于固態(tài)焊接技術,，具有優(yōu)異的接頭強度,，對傳統(tǒng)焊接方法難焊和不能焊接的鋁、銅,、鎂等有色合金有很好的適應性,。該技術非常適用于鋁或銅質散熱器的焊接。率先開發(fā)了大厚度攪拌摩擦焊接裝備及焊接工藝,。攪拌摩擦焊工裝

法國EADS合作研究中心（簡稱EADS CRCF）目前致力于鋁合金焊接技術的發(fā)展,，用來提高低成本高性能輕型飛機結構的制造能力，其中空中客車飛機的中心翼盒的制造研究便是其中涉及到的零件之一,、如圖5所示,。此項目的主要研究內容是利用對接焊的擠壓型材來代替 傳統(tǒng)的鉚接制造方法,，以期在飛機中心翼盒的制造中達到減少重量和降低成本的目的。 圖5 飛機中心翼盒的攪拌摩擦焊 對于此研究項目,、得到固相連接接頭的攪拌摩擦焊應該是Z佳的選擇,。因為一方面攪拌摩擦焊實現(xiàn)過程簡單,、工藝再現(xiàn)性好,、焊接變形小，接頭的機械性能優(yōu)良,，而且?guī)缀鯖]有焊接缺陷,；另一方面飛機中心翼盒使用的材料是很難用熔焊焊接的7000系列鋁合金，結構中需要長的線性焊縫并要求盡可能小的焊接應力和變形,。所以,、EADS中心針對攪拌摩擦焊技術采取了如下步驟進行研究∶（1）證明厚度為10mm的7000系列擠壓鋁合金型材攪拌摩擦焊的可行性，開發(fā)合適的焊接工藝方法,；（2）在ESAB公司生產的半自動焊接設備上研究攪拌摩擦焊工藝方法的再現(xiàn)性和進一步改進與提高,；（3）制作1500mm長的攪拌摩擦焊試驗件；銅鋁攪拌摩擦焊是革M性的焊接技術,，綠色環(huán)保自動化機械焊接,。

攪拌摩擦焊是一種連續(xù)的、純機械的新型固相連接技術,，攪拌摩擦焊工作原理圖如圖1所示4°,，其中攪拌頭主要由軸肩和攪拌針組成，根據(jù)待焊工件的材料,、厚度和結構等焊接時需要選用不同形式的軸肩和攪拌針,，攪拌針長度一般略小于被焊接工件的厚度。 攪拌摩擦焊焊接過程中,，攪拌針通過攪拌,、摩擦使焊縫金屬材料熱塑化,、熱塑化材料在攪拌頭的旋轉摩擦作用下由攪拌針的前部向后部轉移過渡,，過渡后的熱塑化金屬在攪拌軸肩的作用下受到了擠壓和鍛造,，終得到了由精細的鍛造組織構成的焊縫接頭,，由于整個焊接過程中被焊接金屬材料沒有經過“熔化-凝固”過程，所以得到的是優(yōu)異的固相接頭連接,。 攪拌摩擦焊縫組織不存在熱裂紋,、液化裂紋,、氫氣孔等在熔化焊接工藝中經常存在的焊接缺陷；焊接接頭可以采用對接,、搭接或丁字接頭等多種形式,；接頭強度可以達到或接近母材強度,、對于2000和6000系列鋁合金,，通過焊后時效處理可以提高接頭強度,，6082-T4鋁合金母材、攪拌摩擦焊接頭以及時效處理后的攪拌摩擦焊接頭性能比較見表151,。不經過時效處理的攪拌摩擦焊接頭已經接近母材強度,；時效處理以后,，接頭強度提高，并遠遠超過母材強度,。

攪拌摩擦焊接技術與摩擦焊接技術有什么區(qū)別？攪拌摩擦焊接技術與摩擦焊接技術的區(qū)別主要在于焊接過程是否有第三方工具參與,。攪拌摩擦焊接技術是由機床驅動攪拌頭旋轉并扎入兩個被焊材料接縫后向前移動完成焊接的；摩擦焊接技術是由機床驅動兩個被焊材料相互旋轉,、線性摩擦,、震動摩擦完成焊接的。攪拌摩擦焊接技術主要用于平面一維,、平面二維,、曲面三維焊縫的焊接；摩擦焊接技術主要用于圓柱棒材旋轉摩擦焊接,、厚板材料的線性焊接。他們對攪拌摩擦焊實現(xiàn)的效果贊不絕口,。-東莞智谷,。

攪拌摩擦焊接技術的原理是什么？一個帶特殊軸肩和針凸的攪拌工具（攪拌頭）高速旋轉著插入被焊工件的待焊界面起始處,，攪拌工具（攪拌頭）和被焊材料之間的摩擦剪切阻力產生了摩擦熱,，使材料軟化發(fā)生塑性變形，并釋放出塑性變形能量,，當攪拌工具（攪拌頭）受到驅動沿著待焊界面向前移動時,，熱塑化的材料由攪拌工具（攪拌頭）的前部向后部轉移，并且在攪拌工具（攪拌頭）軸肩的鍛造作用下,，實現(xiàn)工件之間的固相連接,。這種焊接方式可以達到其他焊接很難達到的高氣密性和高焊接強度,。因而現(xiàn)在廣泛應用到鋁擠材料拼焊和鋁鑄件材料的密封焊接。公司已經可以實現(xiàn)鋁,、鎂,、銅、鈦,、鐵等合金以及異種金屬的焊接,，公司采用FSW技術生產的鋁合金結構件,。攪拌摩擦焊機

有力支撐了新型武器裝備及工業(yè)發(fā)展。攪拌摩擦焊工裝

賽福斯特不僅在技術方面不斷研究開發(fā),，而且還將其較早推廣到各大主流院校以謀共同發(fā)展,，比如與哈爾濱工業(yè)大學,、西北工業(yè)大學,、清華大學,、北京航空航天大學、中科院金屬材料研究所,、燕山大學等各個工業(yè)大學以及相關的研究機構達成了合作,，鼓勵其成立攪拌摩擦焊研究專業(yè)，培養(yǎng)專業(yè)人才,，以在較短的時間內,，把基礎培養(yǎng)和技術研究基本架構建立起來。而賽福斯特在這其中扮演了中國攪拌摩擦焊中心的“”的角色,，以推動技術和市場齊頭并進,。經過近20年的技術和市場培育,，當前中國能夠提供攪拌摩擦焊技術的企業(yè)已經培育了很多家,，但他們都是賽福斯特較初的用戶及其培育的企業(yè),。在一般人看來,，賽福斯特當初的舉措為自己培養(yǎng)了潛在的競爭對手,，于他而言“只有眾人拾柴才能火焰高,，攪拌摩擦焊技術的發(fā)展和推廣也是如此,?！憋@然,，他沒有把這些同行看作是對手,，而是當成了焊接技術創(chuàng)新道路上的隊友,。眾人劃槳開大船,。也許正是因為賽福斯特有這樣的胸懷，才得以將攪拌摩擦焊技術在中國發(fā)展得如此強勁,。目前,，在我國攪拌摩擦焊技術已成功應用到包括航空、航天,、艦船、兵器等領域及汽車工業(yè)、水冷板,、電力電子,、軌道交通,、5G等民用工業(yè)領域,。攪拌摩擦焊工裝

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