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搅拌摩擦焊
  • 搅拌摩擦焊
  • 【产品名称】

    搅拌摩擦焊

    【所属分类】 工装夹具
    【产品型号】
    【市场价格】 面议
    【生产厂家】 宁波友智机械科技有限公司

产品详情

  搅拌摩擦焊的应用说明

  近年来,为了保护环境、节约能源,人们强烈希望汽车、飞机、机车车辆、船舶等运输机械轻量化。为此,积极开发、研制适用于这些运输机械的轻金属材料,例如铝及其铝合金。

  铝及其铝合金材料由于重量轻、抗腐蚀、易成形等优点;随着新型硬铝、超硬铝等材料的出现,使得这类材料的性能不断提高,因而在航空、航天、高速列车、高速舰船、汽车等工业制造领域得到了越来越广泛的应用。除了运输机械外,土木建筑、桥梁等领域也引入了铝及其铝合金。

  这些结构的安装连接主要以焊接为主要连接方式。在铝及其铝合金的焊接中,存在的主要问题之一是由于它的膨胀系数大而在焊接时产生较大的变形。为了防止变形,在施工现场,必须采用胎卡具固定,和由培训过的熟练工人操作。因为铝及其铝合金容易氧化,表面存在一层致密、坚固难熔的氧化膜,所以焊前要求对其表面进行去膜处理;焊接时,要用氩等惰性气体进行保护。铝及铝合金焊接时,易产生气孔、热裂纹等缺陷,也是焊接时必须注意的问题。对于热处理型铝合金来说,必须避免在焊接时热影响区产生软化,强度降低的问题。为了解决铝及铝合金熔化焊时出现的以上问题,开发研制出一种新的固相焊接方法,即搅拌摩擦焊。

  搅拌摩擦焊的工作原理

  是利用带有特殊形状的硬质搅拌指棒的搅拌头旋转着插入被焊接头,与被焊金属摩擦生热,通过搅拌摩擦,同时结合搅拌头对焊缝金属的挤压,使接头金属处于塑性状态,搅拌指棒边旋转边沿着焊接方向向前移动,在热-机联合作用下形成致密的金属间结合,实现材料的连接。

  搅拌摩擦焊的主要特点

  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

  搅拌摩擦焊经历十几年的研究发展,已经进入工业化应用阶段。搅拌摩擦焊在美国的宇航工业、欧洲的船舶制造工业、日本的高速列车制造等制造领域得到了非常成功的应用。

  船舶制造和海洋工业是搅拌摩擦焊首先获得应用的领域,主要应用于船舶零部件的焊接上,如甲板、侧板、防水壁板和地板; 还有船体外壳和主体结构件等。已成功焊接了6m ×16m的大型铝合金船甲板。此甲板采用厚度甲板6mm、宽为200-400mm的6082-T6铝合金进行纵逢拼焊焊成。

  在航空制造方面,搅拌摩擦焊在飞机制造领域的开发和应用还处于试验阶段。主要利用FSW实现飞机蒙皮和衍梁、筋条、加强件之间的连接,以及框架之间的连接。图1 是欧洲计划用搅拌摩擦焊焊接的空中列车A319机、A321机和大型空中列车A380的机身结构图。

  

图1 搅拌摩擦焊焊接的空中列车

  机身结构(图中箭头所指)

  在铁道车辆中,搅拌摩擦焊已经用来制造高速列车、货车车厢、地铁车厢和有轨电车等;搅拌摩擦焊为汽车轻合金结构的制造也提供了巨大的可能。

  在建筑工业方面,采用搅拌摩擦焊焊接了蜂窝状结构的大型地面。面板厚为2.5mm、翅板厚为5mm、中心高为100mm,焊接规范为搅拌头转速1500rpm,焊接速度250 mm/min。此外,搅拌摩擦焊在铝合金桥梁和铝合金、镁合金、铜合金的装饰板的制造中获得了应用。

  在电子工业方面,搅拌摩擦焊已用于大型铝合金散热片的焊接,使散热片具有很好的热性能和耐振动特性。

  随着人们对搅拌摩擦焊技术认识的提高,预计在不远的将来,铝合金材料的连接将主要由搅拌摩擦焊来完成,尤其在运载火箭、高速铝合金列车、铝合金高速快艇、全铝合金汽车等项目中搅拌摩擦焊技术将会占到主导地位。

  


  


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