攪拌摩擦焊（簡(jiǎn)稱FSW）原理，其中攪拌頭由特殊形狀的攪拌指棒和軸肩組成,，攪拌指棒的形狀比較特殊,，一般要用具有良好耐高溫力學(xué)和物理特性的抗磨損材料制造，焊接過程中攪拌指棒要旋轉(zhuǎn)著插入被焊材料的結(jié)合界面處，并且沿著待焊界面向前移動(dòng),，攪拌指棒長(zhǎng)度一般略小于被焊材料的厚度,。 攪拌摩擦焊對(duì)于輕合金材料如：鋁合金、鎂合金,、鋅合金等的連接在焊接方法,、力學(xué)性能和生產(chǎn)效率上具有其他焊接方法不可比擬的優(yōu)越性；由于焊接溫度一般低于材料的熔點(diǎn),，所以攪拌摩擦焊是一種固態(tài)連接方法,，焊縫接頭具有優(yōu)良的力學(xué)性能和很小的焊接變形，焊接過程中不需要保護(hù)氣和焊絲,，沒有熔化,、煙塵、飛濺,、弧光,，是一種環(huán)保型的新型連接技術(shù),。 目前,，攪拌摩擦焊可以實(shí)現(xiàn)對(duì)接、搭接,、角接等多種結(jié)構(gòu)形式的連接,，攪拌摩擦焊在輕合金結(jié)構(gòu)件的制造中得到了越來越的應(yīng)用。完全解決了鋁合金的特殊物理性質(zhì)造成的困擾-攪拌摩擦焊廠家,。中山攪拌摩擦焊前景

縫合坯料是由一些比較小的平板間連接而成,，然后加工成需要的形狀。采用縫合坯料主要是為了滿足2 個(gè)方面的要求是提高漢年年身局部的強(qiáng)度第二是從減輕整車重量的角度考慮,，不能因?yàn)榫植啃枰逹度,、就加強(qiáng)整個(gè)零件的制造厚度。所以,，縫合坯料采用的是局部加厚方式,。另外，采用縫合坯料可以減少汽車制造中模具的數(shù)量,。因?yàn)槭褂眯〉钠桨寮梢赃B接成各種形狀,，所以不用為各種形狀的緩合坯料制造不同的模具。 既滿足了強(qiáng)度要求又不大量增加整車重量,，所以鋁合金縫合坯料被汽車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用,，福特汽車公司P2000型概念車尾部的內(nèi)支撐件如圖6所示13。但是同其他鋁質(zhì)零件焊接一樣,，采用熔焊方法焊接縫合坯料存在著許多不足,，并且為了避免熔焊中可能會(huì)出現(xiàn)的缺陷，需要采取各種輔助措施。比如為了降低氫氣孔的產(chǎn)生率,、要求待焊零件清潔干燥為了降低焊接難度,，也為了防止夾渣，需要在焊前清理氧化膜,；并且為了防止焊接過程中的焊縫氧化,，需要使用保護(hù)氣。激光焊在縫合坯料焊接中被大量使用,，但是采用激光焊焊接鋁質(zhì)縫合坯料,，不有上述熔焊中的共性問題，并且鋁合金對(duì)光的反射能力很強(qiáng),，從而會(huì)降低激光焊接熱效率,。中山在加工中心上實(shí)現(xiàn)攪拌摩擦焊在船舶制造領(lǐng)域，攪拌摩擦焊得到了深入細(xì)致的研究和開發(fā),，并且得到了成功的應(yīng)用,。

試驗(yàn)采用Al-Mg系列5A06鋁合金制備對(duì)接接頭試樣，該鋁合金具有較高的強(qiáng)度和較好的焊接性,。 對(duì)MIG焊和FSW試樣,，首先用兩塊大平板對(duì)接施焊，然后用線切割將對(duì)接板件切割為具體試樣,。 試驗(yàn)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(yīng)力集中相對(duì)較低，對(duì)疲勞行為影響不明顯,，而焊趾部位和在此處的微缺陷是導(dǎo)致疲勞斷裂的主要因素,。 另外，雖然采用局部點(diǎn)固和雙面對(duì)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(yīng)力集中,，從而進(jìn)一步降低MIG焊接接頭疲勞強(qiáng)度。 對(duì)焊態(tài)FSW對(duì)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(duì)接線處,，為保證工具肩部與工件的緊密結(jié)合,，攪拌頭的長(zhǎng)度應(yīng)稍小于焊接板的厚度。 攪拌摩擦焊試樣的疲勞強(qiáng)度明顯高于MIG焊試樣的疲勞強(qiáng)度，F(xiàn)SW的S-N曲線比MIG焊的變化更為平緩,。

對(duì)MIG焊和FSW試樣,，首先用兩塊大平板對(duì)接施焊，然后用線切割將對(duì)接板件切割為具體試樣,。 試驗(yàn)采用Al-Mg系列5A06鋁合金制備對(duì)接接頭試樣,，該鋁合金具有較高的強(qiáng)度和較好的焊接性。 （1）焊態(tài)下5A06鋁合金攪拌摩擦對(duì)接接頭的疲勞性能明顯高于MIG焊接接接頭,，在95%存活率下對(duì)應(yīng)2x10,。疲勞循環(huán)次數(shù)時(shí).FSW和MIG焊對(duì)接接頭的疲勞強(qiáng)度特征值分49.6和30MPa。FSW 比MIG高63. 2%,。與MIC比較FSW試樣兒乎沒有焊接變形,，焊縫組織致密不存在焊接裂紋和氣孔缺陷，焊縫形狀基本為矩形不存在焊眥箸應(yīng)力集中嚴(yán)重區(qū)域,。 （2）對(duì)焊態(tài)FSW對(duì)接接頭,其根部“弱連接”缺限（kissing-bonds）是影響FSW接頭疲勞行為的主要因素,，即使FSW根部存在弱連接缺限，其 FSW接頭仍具有較高的疲勞性能,；兩道攪拌縻擦焊縫表面的連接處可能產(chǎn)生的飛邊缺陷也將對(duì)接頭疲勞性能產(chǎn)生明顯影響,。在焊接過程應(yīng)盡量避免這些缺限的產(chǎn)生。有力支撐了新型武器裝備及工業(yè)發(fā)展,。

鈦合金/留合金異種金屬攪拌摩擦焊時(shí)在焊接區(qū)形成了Ti-N系金屬間化合物,。這是由于Ti和A均是活性元素,，攪拌原擦焊時(shí),，攪拌頭與工件間的摩擦熱提高焊縫溫度，同時(shí),，焊縫區(qū)的Ti 與M在攪拌頭的作用下混合,，并經(jīng)歷劇烈的塑性變形，二者的綜合作用使焊縫在固態(tài)下形成T-N金屬間化合物,。脆性的金屬間化合物會(huì)使接頭性能變差,，當(dāng)接頭中形成數(shù)量較多的金屬間化合物時(shí)，焊接接頭變脆.在焊接應(yīng)力作用下有可能導(dǎo)致焊縫開裂,。 在焊核和鋁合金母材邊界還觀察到磨損后脫落的顆粒,。對(duì)顆粒進(jìn)行能譜分析，發(fā)現(xiàn)其主要成分為62.09%Fe,、17.03%Cr,、6.79% Ni、6.92% Ti和6.44% Al（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）,，這與攪拌頭所用高溫合金材料的成分接近,，因此，這種顆粒是攪拌頭磨損后脫落的顆粒，說明鈦合金/鋁合金異種材料焊接時(shí)攪拌頭的磨損很嚴(yán)重,。 因此,，對(duì)于鈦合金/鋁合金異種材料的攪拌摩擦焊接，一方面要通過調(diào)整工藝減少焊接接頭中金屬間化合物的數(shù)量,，另一面要研制耐磨損的攪拌頭才有可能進(jìn)一步提高接頭性能,。利用科學(xué)發(fā)展觀繼續(xù)推進(jìn)攪拌摩擦焊的發(fā)展?；葜蓦姍C(jī)殼體攪拌摩擦焊哪個(gè)好

攪拌摩擦焊技術(shù)在國(guó)內(nèi)已經(jīng)得到迅速發(fā)展,，并且在工業(yè)制造領(lǐng)域得到了G泛應(yīng)用。中山攪拌摩擦焊前景

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，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程中,，通過各種傳感器和閉環(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,、焊接過程傳感與實(shí)時(shí)控制三者有效集成起來也是一個(gè)難題,。中山攪拌摩擦焊前景

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