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攪拌摩擦焊
  • 攪拌摩擦焊
  • 【產品名稱】

    攪拌摩擦焊

    【所屬分類】 工裝夾具
    【產品型號】
    【市場價格】 面議
    【生產廠家】 寧波友智機械科技有限公司

產品詳情

  攪拌摩擦焊的應用說明

  近年來,為了保護環境、節約能源,人們強烈希望汽車、飛機、機車車輛、船舶等運輸機械輕量化。為此,積極開發、研制適用于這些運輸機械的輕金屬材料,例如鋁及其鋁合金。

  鋁及其鋁合金材料由于重量輕、抗腐蝕、易成形等優點;隨著新型硬鋁、超硬鋁等材料的出現,使得這類材料的性能不斷提高,因而在航空、航天、高速列車、高速艦船、汽車等工業制造領域得到了越來越廣泛的應用。除了運輸機械外,土木建筑、橋梁等領域也引入了鋁及其鋁合金。

  這些結構的安裝連接主要以焊接為主要連接方式。在鋁及其鋁合金的焊接中,存在的主要問題之一是由于它的膨脹系數大而在焊接時產生較大的變形。為了防止變形,在施工現場,必須采用胎卡具固定,和由培訓過的熟練工人操作。因為鋁及其鋁合金容易氧化,表面存在一層致密、堅固難熔的氧化膜,所以焊前要求對其表面進行去膜處理;焊接時,要用氬等惰性氣體進行保護。鋁及鋁合金焊接時,易產生氣孔、熱裂紋等缺陷,也是焊接時必須注意的問題。對于熱處理型鋁合金來說,必須避免在焊接時熱影響區產生軟化,強度降低的問題。為了解決鋁及鋁合金熔化焊時出現的以上問題,開發研制出一種新的固相焊接方法,即攪拌摩擦焊。

  攪拌摩擦焊的工作原理

  是利用帶有特殊形狀的硬質攪拌指棒的攪拌頭旋轉著插入被焊接頭,與被焊金屬摩擦生熱,通過攪拌摩擦,同時結合攪拌頭對焊縫金屬的擠壓,使接頭金屬處于塑性狀態,攪拌指棒邊旋轉邊沿著焊接方向向前移動,在熱-機聯合作用下形成致密的金屬間結合,實現材料的連接。

  攪拌摩擦焊的主要特點

  攪拌摩擦焊由于它是一種固相連接,所以與其他焊接方法相比具有很多的優越性。

  1.攪拌摩擦焊的優點

  (1)攪拌摩擦焊是一種高效、節能的連接方法

  對于厚度為12.5mm的6XXX系列的鋁合金材料的攪拌摩擦焊,可單道焊雙面成型,總功率輸入約為3kw;焊接過程不需要填充焊絲和惰性氣體保護;焊前不需要開坡口和對材料表面作特殊的處理。

  (2)焊接過程中母材不熔化 有利于實現全位置焊接以及高速連接。

  (3)適用于熱敏感性很強及不同制造狀態材料的焊接

  攪拌摩擦焊經歷十幾年的研究發展,已經進入工業化應用階段。攪拌摩擦焊在美國的宇航工業、歐洲的船舶制造工業、日本的高速列車制造等制造領域得到了非常成功的應用。

  船舶制造和海洋工業是攪拌摩擦焊首先獲得應用的領域,主要應用于船舶零部件的焊接上,如甲板、側板、防水壁板和地板; 還有船體外殼和主體結構件等。已成功焊接了6m ×16m的大型鋁合金船甲板。此甲板采用厚度甲板6mm、寬為200-400mm的6082-T6鋁合金進行縱逢拼焊焊成。

  在航空制造方面,攪拌摩擦焊在飛機制造領域的開發和應用還處于試驗階段。主要利用FSW實現飛機蒙皮和衍梁、筋條、加強件之間的連接,以及框架之間的連接。圖1 是歐洲計劃用攪拌摩擦焊焊接的空中列車A319機、A321機和大型空中列車A380的機身結構圖。

  

圖1 攪拌摩擦焊焊接的空中列車

  機身結構(圖中箭頭所指)

  在鐵道車輛中,攪拌摩擦焊已經用來制造高速列車、貨車車廂、地鐵車廂和有軌電車等;攪拌摩擦焊為汽車輕合金結構的制造也提供了巨大的可能。

  在建筑工業方面,采用攪拌摩擦焊焊接了蜂窩狀結構的大型地面。面板厚為2.5mm、翅板厚為5mm、中心高為100mm,焊接規范為攪拌頭轉速1500rpm,焊接速度250 mm/min。此外,攪拌摩擦焊在鋁合金橋梁和鋁合金、鎂合金、銅合金的裝飾板的制造中獲得了應用。

  在電子工業方面,攪拌摩擦焊已用于大型鋁合金散熱片的焊接,使散熱片具有很好的熱性能和耐振動特性。

  隨著人們對攪拌摩擦焊技術認識的提高,預計在不遠的將來,鋁合金材料的連接將主要由攪拌摩擦焊來完成,尤其在運載火箭、高速鋁合金列車、鋁合金高速快艇、全鋁合金汽車等項目中攪拌摩擦焊技術將會占到主導地位。

  


  


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