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搅拌摩擦焊_武汉三虹重工科技有限公司(图)_数字化搅拌摩擦焊

武汉三虹重工科技有限公司
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搅拌摩擦焊原理

搅拌摩擦焊的英文是Friction Stir Welding 缩写为FSW,于1991年由英国焊接研究所(TWI)发明的。它是利用间接摩擦热实现板材的连接。这种方法打破了原来摩擦焊只限于圆形断面材料焊接的概念,是上个世纪末本世纪初的铝及其合金的焊接技术。自从搅拌摩擦焊发明以来,搅拌摩擦焊技术在世界各国突然兴起,得到广泛的关注和深入的研究,并向生产适用化发展,特别是针对铝合金材料,世界范围的研究机构、学校以及大公司都对此进行了深入细致的研究和应用开发,并且在诸多制造工业领域得到了成功应用。    本文详细介绍了搅拌摩擦焊原理、特点,并且针对铝及其合金的搅拌摩擦焊的工艺及应用作了详细的阐述。


搅拌摩擦焊的特点   

 搅拌摩擦焊由于它是一种固相连接,所以与其他焊接方法相比具有很多的优越性。

1.搅拌摩擦焊的优点

(1)搅拌摩擦焊是一种高效、节能的连接方法  对于厚度为12.5mm的6XXX系列的铝合金材料的搅拌摩擦焊,可单道焊双面成型,总功率输入约为3kw;焊接过程不需要填充焊丝和惰性气体保护;焊前不需要开坡口和对材料表面作特殊的处理。

(2)焊接过程中母材不熔化 有利于实现全位置焊接以及高速连接。

(3)适用于热敏感性很强及不同制造状态材料的焊接     熔焊不能连接的热敏感性强的硬铝、超硬铝等材料可以用搅拌摩擦焊得到可靠连接;可以提高热处理铝合金的接头强度;焊接时不产生气孔、裂纹等缺陷;可以防止铝基复合材料的合金和强化相的析出或溶解;可以实现铸造/锻压以及铸造/轧制等不同状态材料的焊接。

(4)接头无变形或变形很小  由于焊接变形很小,可以实现精密铝合金零部件的焊接。

(5)焊缝组织晶粒细化接头力学性能优良  焊接时焊缝金属产生塑性流动,接头不会产生柱状晶等组织,而且可以使晶粒细化,焊接接头的力学性能优良,特别是抗损伤性能。

(6)易于实现机械化、自动化  可以实现焊接过程的精密控制,以及焊接规范参数的数字化输入、控制和纪录。

(7)搅拌摩擦焊是一种安全的焊接方法  与熔焊方法相比, 搅拌摩擦焊过程没有飞溅、烟尘、以及弧光的红外线或紫外线等有害辐射对人体的危害等。


搅拌头的轴肩的作用:一是可以保证搅拌指棒插入的深度;其次是轴肩与被焊材料的表面紧密接触,防止处于塑性状态的母材表面的金属排出而造成的损失和氧化;三是与母材表面摩擦生热,提供部分焊接所需要的搅拌摩擦热。    FSW接头焊缝的极限宽度决定于摩擦搅拌棒肩部直径大小。搅拌摩擦焊要求特殊形状的搅拌指棒,一般要用具有良好耐高温力学和物理特性的抗磨损材料制造。对于铝及其合金等轻型合金材料,在焊接过程中搅拌头的磨损程度很小。焊接过程中,因为搅拌头对焊接区域的材料具有向下挤压和侧向挤压的倾向,所以被焊工件要夹装背垫和夹紧固定,以便承受搅拌头施加的轴向力、纵向力(沿着焊接方向)以及侧向力。通过研究,在对接接头中,搅拌摩擦焊对焊接接头形状、清洁度以及接头装配间隙均有较大的工艺裕度,如搅拌摩擦焊对接焊时在接头间隙为厚度10%的条件下,同样可以得到优良的焊接接头。

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