攪拌摩擦焊技術(friction stirwilding. FSW)是一項固相連接新技術。攪拌摩擦焊接過程中的主要熱量來源是摩擦熱與塑性變形能量。焊接起始階段,由于攪拌頭與接頭金屬之間屬于“冷”接觸,因而摩擦熱起主要作用。穩定焊接階段.由于接頭金屬已經充分塑性軟化,軟化金屬隨著攪拌頭的運動實現轉移.形成連續的塑性流。從而使攪拌頭與接頭金屬之間的摩擦熱減少,所以塑性變形能起著維持攪拌摩擦焊接過程正常進行的重要作用。攪拌摩擦焊接過程中沒有金屬熔化,焊接溫度比較低,因而是一個固態焊接過程。并且焊接過程中伴隨著強烈的摩擦、 碾壓與粉碎作用。釆用攪拌摩擦焊接技術焊接鋁合金,能夠避免因接頭金屬熔化造成的氣孔、裂紋等冶金缺陷,并對接頭表面氧化膜有一定粉碎作用。在船舶制造領域,攪拌摩擦焊得到了深入細致的研究和開發,并且得到了成功的應用。珠海攪拌摩擦焊水冷板圖片
為了降低汽車重量,但不降低汽車剛度,所以汽車用鋁中通常添加強化元素(如Mg),在熔化焊接中,由于電弧的焊接溫度比較高,所以很容易發生強化合金元素燒失,從而造成焊縫強度以及整車性能降低;而采用攪拌摩擦焊技術,由于焊接溫度比較低,所以基本上不存在元素燒失問題;另外,采用攪拌摩擦焊焊接鋁合金不會產生熱裂紋和液化裂紋等在熔化焊接中經常出現的缺陷。 攪拌摩擦焊技術是一種性能優異、操作簡單的機械化連接方法,基于攪拌摩擦焊技術的諸多優點和易于實現自動化和生產的規模化,攪拌摩擦焊技術被認為是焊接鋁及其合金的連接方法,在汽車制造工業中有著的應用前景。 鋁合金汽車零件的攪拌摩擦焊: 目前,對于攪拌摩擦焊技術在汽車制造業中的應用主要包括以下幾個方面得合金車器的纜掉摩擦溢、大型擠壓成型件的攪拌摩擦焊拼接、縫合坯料的攪拌厚擦焊接、泡沫鋁材的攪拌降蒸焊接以及聚汽車零部件的裝配。廣東鋁板攪拌摩擦焊哪個好廣州地鐵3號線城軌車輛的車體就大量使用了攪拌摩擦焊。
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 個方面的要求是提高漢年年身局部的強度第二是從減輕整車重量的角度考慮,不能因為局部需要高Q度、就加強整個零件的制造厚度。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量。因為使用小的平板件可以連接成各種形狀,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構設計采用,福特汽車公司P2000型概念車尾部的內支撐件如圖6所示13。但是同其他鋁質零件焊接一樣,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出現的缺陷,需要采取各種輔助措施。比如為了降低氫氣孔的產生率、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縫合坯料,不有上述熔焊中的共性問題,并且鋁合金對光的反射能力很強,從而會降低激光焊接熱效率。
型材拼接壁板結構件 早在1996年挪威的Marine公司和Maritime公司就對攪拌摩擦焊船用平板和型材拼接成大型壁板的流水生產線制造技術進行了開發研究;同時在挪威研究委員會的幫助下,Hydro,Kvaerner,DNV,SIN-TEF,以及挪威科學與技術大學合作,完成了把攪拌摩擦焊用于型材拼接成壁板技術的工程化。 鋁合金擠壓型材是市場上很成熟的工業化產品,鋁合金型材在船舶制造中的使用可以有效提高船舶制造的標準化、批量化和節省時間。所以船舶制造所使用型材的形狀和尺寸盡量滿足工業化標準以提高船用器合金型材的批量和降低材料成木。 船舶制造中攪拌摩擦焊常用型材的不同幾何外形及攪拌原霧得連接。其中梯形封閉箱型擠壓型材結構,由于這種結構具有很好的抗扭曲結構強度和結構剛度,容易保證結構件裝配時的尺寸精度和平面度,并且對于攪拌摩擦焊具有較大的開散性,所以在船舶結構制造中很快得到應用;另外此結構梯形頂端設計具有較低的凸緣,可以幫助裝夾和固定電纜以及通水、通氣管線,避免在結構件上進行焊接和螺栓連接,破壞船體結構的完整性。整合技術和制造資源,實現優勢互補,共同服務于全球工業制造業。
在攪拌摩擦焊接頭的宏觀組織上(圖3),可看出攪拌摩擦焊接頭由四個區組成,從焊縫中心區域到母材金屬分別為∶(a)動態再結晶區(焊核區),(b)熱-機影響區,(c)熱影響區,(d)母材金屬。高質量的焊核部位存在一個致密均勻的“漩渦環”狀結構,其外WEI是熱-機影響區,此區域材料發生塑性變形和部分再結晶;實際焊接過程中攪拌摩擦焊接頭的焊接接頭形狀會隨著材料、攪拌頭的形狀以及所使用的焊接參數的不同發生明顯的變化,焊接中心區域的尺寸一般稍大于特形攪拌棒的直徑,但是遠小于攪拌頭軸肩的直徑。 由于攪拌摩擦焊接頭是精細的固態鍛造組織,其力學性能指標一般接近或優于母材;在攪拌摩擦焊接頭的熱影響區,硬度指標一般會有一定程度的降低,但可以通過控制焊接熱輸入,經過熱處理和時效,接頭會恢復到與母材相近的性能指標。是革M性的焊接技術,綠色環保自動化機械焊接。廣東鋁型材攪拌摩擦焊報價
攪拌摩擦焊接技術已經G泛的應用于汽車工業領域。珠海攪拌摩擦焊水冷板圖片
目前對攪拌摩擦焊的研究和試驗已經超出了簡單的非疲勞關鍵接頭的應用研究范圍,進入了復雜UI 形狀的飛機關鍵零部件的連接和先進飛行系統的制造階段。攪拌摩擦焊為改變傳統輕合金結構制造、費方法提供了可能,傳統的機械緊固裝配完全可以被高性能的攪拌摩擦焊裝配代替,從而降低了成本。攪拌摩擦焊的主要特點是采用一種非耗損特型攪拌頭插入被焊零件的對接處,在待焊工件的連接面旋轉、摩擦、擠壓,在熱機作用的條件下擴散連接形成可靠、致密的金屬間固相焊縫。根據試驗測量和數字模擬結果,攪拌摩擦焊的焊接溫度一般都低于材料的熔點,焊接過程中通過溢頭對塑化材料的擠壓過渡得到致密的金屬間固相治金擴散連接。圖2所示是一個典型的攪拌摩擦焊金漆從宏觀上可以看出攪拌摩擦焊焊縫存在4個區域。從焊核中心到母材金屬分別是∶(a)動態重結晶B (b)熱-機影響區;(c)熱影響區;(d)母材金屬。攪拌摩擦焊可以實現鋁、鎂、銅、鐵、釹等多種合金材料和熱塑材料的焊接、特用適合于得合金、鋁鋰合金、鈦合金等航字材料的焊接,可以應用于對接、搭接、丁字形接等多種接頭形式。提高了焊接接頭的力學性能,消除了熔焊時容易產生的氣孔、夾雜、靛固裂紋等多種缺陷。珠海攪拌摩擦焊水冷板圖片
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