东莞搅拌摩擦焊焊接工艺

搅拌摩擦焊接技术在电力行业应用：中国搅拌摩擦焊中心与电子科技联合研制开发6063、LD10和LF5等铝合金散热器的搅拌摩擦焊接工艺，该散热器用作某型号控制电路板外接液冷散热，以保证电子元器件正常的工作温度。 它传统的焊接工艺是将盖板与底座用钎焊方法进行连接，形成蛇形液流通道空腔，电路板置于其上，工作过程中通入循环冷却液进行散热。但是，复杂的盖板与槽之间形成了复杂的配合效果，整条焊缝的配合间隙极不一致，采用钎焊很难保证复杂的蛇形曲线焊缝得到一致的连接深度和强度、容易出现多种难以避免的焊接缺陷。前期生产中发现，零件表面加工掉lmm左右的余量之后，打压试验中出现了多处的渗漏；而且部分钎料渗流到液流通道中影响流量，并污染冷却液。经研究课题组决定尝试采用搅拌摩擦焊接方法进行焊接。 采用搅拌摩擦焊接专yong设备及其焊接的两件蛇形盖板铝合金散热器，焊后表面加工掉1mm后打压4MPa持续20分钟无渗漏，超过2MPa持续15分钟无渗漏的设计要求。且通过理论计算。但对15mm宽带板内水道结构，1mm的FSW有效焊接深度就可以承受10MPa以上的内压力。填补了国内空白，满足了航空航天行业G端装备的需求。东莞搅拌摩擦焊焊接工艺

1、搅拌摩擦焊是一项区别于熔化焊和机械连接的新型焊接技术； 2、基于成本降低、重量减少以及优越的接头性能等方面的诸多优点，搅拌摩擦焊在飞机制造工业中的应用将具有巨大的潜在性。 3、搅拌摩擦焊技术的出现，为飞机的设计及制造提供了新的方法和途径。 4、世界范围的航宇工业正在探索扩大搅拌摩擦焊技术在飞机、喷气发动机和空间飞行器上的应用。 搅拌摩擦焊在飞机制造领域的诸多研究，预示着此技术在飞机制造领域将会有更很多的应用。 缩比焊接件的压缩试验：近期研究结果表明，搅拌摩擦焊具有相当好的工艺重复性和宽的工艺窗口、在转速波动-20%~+40%和焊接速度波动-33%～+100%的条件下，还能够得到优良的接头；被焊零件的变形很小、对于长度为1500mm 的零件Z大变形量2mm；经过X射线和“相矩阵”超声波扫描无损检查，没有发现气孔和裂纹；对缩比件的试验表明，焊接件的压缩强度可以达到母材金属的96%。尽管这些结果表明搅拌摩擦焊在中心翼盒中的应用很成功，但还需要进一步的试验验证和飞行测试。东莞搅拌摩擦焊焊接工艺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。

铝合金在汽车工业中的应用：资料显示，铝合金代替传统的钢铁制造汽车，可使整车重量减轻30%~40%，制造发动机可减轻30%，制造缸体和缸盖可减重30%～40%，制造车轮可减轻50%。 为了获得比较高的扭转刚度以及良好的操作性能，奥迪汽车公司在A2（图3）、A8两种车型上，采用了ASF结构的全铝制框架，其中包括铝板、挤压成型件以及铸造铝合金等铝制零件··。法拉利公司的Mod-ena以及本田的Insight两种车型也采用了类似的铝制空间框架结构设计。福特公司的P2000则采取了单体设计的铝车身结构。 由于不断提高的环保要求，单台汽车平均用铝量在不断上升，已经由1973年的37kg发展到2002年的125kg。并且新的一些车型提高了铝合金材料的使用量，详见表251。 从以上分析可以看出，汽车用铝量有不断提高的趋势。所以从提高安全以及经济性方面考虑，有效解决铝及铝合金的连接是汽车制造工业在目前和将来面临的主要问题。

在电力、电子行业中、为解决大功率器件发热烧毁或过热导致性能不稳定等问题，常常需要使用辅助的散热器为器件降温。在需要对工作温度进行严格控制的场合，大概每个功率在50W以上的元器件至少使用1～2个铝散热器、因此、散热器在电子产品上的应用非常大。如某研究所开发的650KW大功率斩波器上的1GBT大功率开关元器件必须就安装在水冷散热器上才能正常工作。而水冷散热器在使用中，其密封与否、散热效率的高低将直接影响大功率开关元件的正常运行，同时这也是整个装置正常运作的关键。 传统的散热器较多采用铜、铝及其合金制造，连接工艺一般采用钎焊，部分采用熔焊。目前，从经济性、轻量化方面考虑、用铝材代替传统的铜材制造散热器是非常理想的。但是，与铜相比、铝更加不易钎焊，由于其较大的线膨胀系数，熔焊就更加困难。 对于散热器这样大而复杂的铝部件，焊接成为加工制造中Z难的一道工序。 搅拌摩擦焊技术属于固态焊接技术，具有优异的接头强度，对传统焊接方法难焊和不能焊接的铝、铜、镁等有色合金有很好的适应性。该技术非常适用于铝或铜质散热器的焊接。挤压型材焊接是搅拌摩擦焊接技术应用的重要方面。

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。机械化自动焊可以减少对人工的依赖，加快生产效率，降低产品单个成本。东莞搅拌摩擦焊焊接工艺

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通过对搅拌摩擦焊技术在电力行业与电子行业等多种不同散热器、热沉器、液冷散热器、水冷板等各种散热器产品的测试与研究表明，搅拌摩擦焊接技术优于其他传统焊接工艺。为散热器焊接解决的焊接加工的难题。【1】 搅拌摩擦焊接方法焊接各种铝合金时，具有接头强度高、焊接变形小、焊缝一致性、密封性能好和易于实现不同牌号铝合金的焊接等优点，很适宜于电力、电子行业铝合金散热器的焊接。 【2】前期试验与加工工艺探索显示，采用平面二维FSW设备焊接的散热器焊缝美观、密封性好、一致性好和焊接变形小，尾孔问题可以通过塞焊、引出板和引出到安全位置等方法予以解决。 【3】产品性能远远超过设计要求，质量稳定，生产效率高，具有很好的应用推广前景。 愿通过中心全体研究人员和广大同行同心协力，继续促进搅拌摩擦焊接技术在中国的有色金属加工制造行业的很多普及，为我国的制造技术早日跻身世界先进水平添砖加瓦。东莞搅拌摩擦焊焊接工艺

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