佛山铜和铝搅拌摩擦焊

搅拌摩擦焊技术(friction stirwilding. FSW)是一项固相连接新技术。搅拌摩擦焊接过程中的主要热量来源是摩擦热与塑性变形能量。焊接起始阶段，由于搅拌头与接头金属之间属于“冷”接触，因而摩擦热起主要作用。稳定焊接阶段.由于接头金属已经充分塑性软化，软化金属随着搅拌头的运动实现转移.形成连续的塑性流。从而使搅拌头与接头金属之间的摩擦热减少，所以塑性变形能起着维持搅拌摩擦焊接过程正常进行的重要作用。搅拌摩擦焊接过程中没有金属熔化，焊接温度比较低，因而是一个固态焊接过程。并且焊接过程中伴随着强烈的摩擦、 碾压与粉碎作用。釆用搅拌摩擦焊接技术焊接铝合金，能够避免因接头金属熔化造成的气孔、裂纹等冶金缺陷，并对接头表面氧化膜有一定粉碎作用。为各行各业成功开发多种搅拌摩擦焊Z用装备及配套技术。佛山铜和铝搅拌摩擦焊

搅拌摩擦焊接技术相比于其他焊接技术有什么优势？首先，搅拌摩擦焊接技术是一种绿色环保的焊接技术，在焊接过程中不产生烟尘、不发光、无飞溅、能耗小。其次，搅拌摩擦焊接技术可以焊接其他焊接技术难以焊接的全系列牌号铝合金，是铝合金焊接的一种技术。再次，搅拌摩擦焊接技术是一种固相焊接技术，焊缝无需开坡口，焊接过程中产热量小于母材熔点，在工装夹具的辅助下，能有效控制被焊材料的热变形；在正确的焊接参数区间内，焊缝无热裂纹、孔洞、夹渣、气泡等缺陷，且通过搅拌工具（搅拌头）的锻压，焊缝强度远高于其他焊接技术所产生的焊缝。，搅拌摩擦焊接技术是以机床为载体来实现焊接的，自动化程度高，焊接效率高，产品焊后一致性好。佛山铜和铝搅拌摩擦焊有力支撑了新型武器装备及工业发展。

搅拌摩擦焊作为一种新型的装配制造工艺为飞机制造工程中总成本的降低提供了极大的可能性。进色公司正在探索扩大援拌降擦焊方法在其产品范围中的应用，如商用客机、战斗机和空间飞行器等。日前，对搅拌厚擦焊的研究和试验已经超出了简单的试验验证，且进入了系统化的工程应用开发阶段。对搅拌降擦焊的应用不是简单的连接方法的代替，而是系统级别的结构设计和制造主线的提高和进步，对航字系统的制造提供了一个根本性的变化。 波音公司已经对一个应用搅拌摩擦焊的战斗机零件进行了静态机械性能以及疲劳试验，并且进行了3 行验证。该公司目前正在致力于低成本、小批量、预成型件和机加工件的搅拌摩擦焊、来代替高成本、大型单件零件的制造。由于搅拌摩擦焊容易实现自动化，所以在未来它可以作为经合金结构制造装配的主要方法和关键技术。目前波音公司制作了3件方向舵翼，经过无损检测选择Z佳一件接受内、外表面飞行处理，然后装机试飞，经过6个周期的飞行试验，再检查缺口的发展情况，结果没有发现缺口扩展和失效迹象，进一步首试验验证正在进行中。

旋转速度相同条件下，焊接速度越高，焊缝表面越粗糙，甚至出现参差不齐的飞边。而相同焊接速度条件下，旋转速度越高，焊缝表面越光滑，没有或有少量飞边。搅拌摩擦焊接过程中的线能量与旋转速度、摩擦系数和焊接力等成正比，与焊接速度成反比。因此，旋转速度相同时，焊接速度越高，焊接线能量越低，相应的接头金属塑化情况变差，焊缝表面越粗糙。而相同焊接速度条件下，旋转速度越高，焊接线能量越高，接头金属塑化情况得到改善，因而焊缝表面越光滑。不同旋转速度条件下焊缝表面亮度不同。旋转速度较低时，焊缝表面比较暗，转速950r/min时焊缝表面局部发黑；随着旋转速度的提高，焊缝表面的亮度增加，在旋转速度为1500r/min时，焊缝表面呈银白色。这是由于作用于接头的搅拌头分为搅拌针和轴肩两部分，如图5所示。随着旋转速度的增加，轴肩与接头金属之间作用产生的热量不能够迅速向接头内部扩散，在焊缝表面形成能力聚积，可以认为焊缝表层的能力聚积使表层金属持续提供高质量的搅拌摩擦焊技术和服务。

根据疫劳S-N曲线试验结果，对5A06 铝合金搅拌摩擦焊（FSW）和MIG焊接接头的疲劳性能进行了初步比较，分析讨论了搅拌摩擦焊过程中所产生的焊接缺陷对其疲劳性能的影响。 结果表明，在焊态下由于焊接接头几何形状等的影响，FSW的疲劳强度明显高于MIG焊接接头对FSW焊缝根部的“吻接”缺陷（kissing-bonds）是降低FSW焊接接头疲劳寿命的主要因素，旋转搅拌工具在焊缝表面形成的多余飞边将对疲劳行为产生明显影响。 搅拌摩擦焊（friction stir welding-FSW）接头的抗疲劳断裂特性是评定其构件使用性能的重要指标之一，近年来在国外有关FSW疲劳行为的研究已有报道，如FSW工艺参数如搅拌头旋转速度、移动速度对接头疲劳S-N曲线的影响；FSW接头中可能出现的缺陷类型及形式如未焊透、根部“吻接”缺陷（kissing-bonds）、焊缝熔核中“洋葱皮”锻造类（onion-skin forging ype）缺陷等对接头疲劳裂纹启始寿命的影响以及残余应力对疲劳裂纹扩展行为及门槛值的影响等。攻关J端技术，为搅拌摩擦焊技术再拓新市场。佛山铜和铝搅拌摩擦焊

搅拌摩擦焊接技术是一种新型的高附加值的铝合金焊接新技术。佛山铜和铝搅拌摩擦焊

搅拌摩擦焊技术在电力行业的应用：目前国内电力行业电力传输用的交、直流功率转换热沉器（图1a）所示），前期为ABB进口产品、目前国家根据电力发展需要将其国产化。该热沉器产品材料为6063铝合金材料、ABB公司的产品工艺要求必须用搅拌摩擦焊接，而且目前所有焊接技术（TIG、电子束、激光）都无法焊接、搅拌摩擦焊接工艺占到产品总加工量的四分之一。要实现该产品的国产化，必须采用搅拌摩擦焊工艺。经过2003年的努力，通过调整合适的焊拨压人量，解决了焊接中的隧道缺陷问题，该热沉器产品已经在中国搅拌摩擦焊中心实验室开发成功，并且已生产出合格产品样件，该样件经过厂家的检验，在2.5MPa压力下持续7个小时不泄量（设计检验指标∶1.5MPa压力下持续15分钟不泄漏），产品质量和性能远远超过厂家设计和检验指标。 以提高产品的FSW质量为出发点，中心还就产品的焊前准备、焊接操作规程、FSW生产工艺、产品静压检测以及无损检测等方面进行了再开发和研究，日前已具备较为成熟的全套生产与检验工艺标准。佛山铜和铝搅拌摩擦焊

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