揭阳铝合金搅拌摩擦焊气动夹具

汽车铝合金的焊接性： 铝及铝合金材料长期暴露在空气中，容易在金属表面形成致密的氧化膜，虽然铝的熔点比较低（600℃左右），但是表面氧化膜的熔点却较高（2050℃），并且氧化膜的密度为纯铝密度的1.4倍，基于以上原因，铝合金氧化膜的存在为此类材料的熔化焊接造成了很大的困难，为此，采用熔化焊，通常需要在焊前对铝合金进行严格的氧化膜清理工作；但如果采用新型的搅拌摩擦焊技术，焊接过程中伴随着搅拌头的搅拌、挤压、粉碎、弥散等连续的机械作用，可以自动铝合金表面氧化膜，而不需要在焊前进行严格的清理工作。 铝合金焊接中另外一个重要缺陷是氢气孔，氢在液态铝中的溶解度很高，而在固态铝中的溶解度降低，采用熔焊方法焊接铝及其合金，由于工件表面有油污或者不干燥，焊接时焊缝金属中容易吸附大量的氢；当熔化焊缝冷却时，那些来不及析出的氢气就容易形成氢气孔；如果采用搅拌摩擦焊来焊接铝合金材料，基于搅拌摩擦焊技术本身固相焊接特点以及焊接过程中轴肩对焊缝金属的顶锻和自密封保护作用，焊接过程中焊缝不会吸附大量的氢，也不会在焊缝中形成氢气孔缺陷。铝合金搅拌摩擦焊接头的冲击韧度比较好，包括冲击力、冲击载荷以及冲击条件下的接头变形。揭阳铝合金搅拌摩擦焊气动夹具

搅拌摩擦焊技术可以焊接哪些行业的哪些产品？在航天领域，可以焊接航天飞行器燃料贮箱、航天飞行器筒体等结构件。在航空领域，可以焊接飞机货仓地板、舱门等机构件。在兵器领域，可以焊接鱼雷筒体、导弹筒体等结构件。在船舶领域，可以焊接铝合金上层建筑、甲板等结构件。在列车领域，可以焊接车身地板、侧墙、顶板、液冷散热器等结构件。在汽车领域，可以焊接电池包托盘、电控壳体、电机壳体、轮毂等结构件。在电力电子领域，可以焊接液冷散热器（例如5G基站散热器）、管道筒体结构件等。在冶金领域，可以焊接铅合金阳极板、铝合金阴极板。在铝铸件领域，焊接水冷板揭阳铝合金搅拌摩擦焊气动夹具率先开发了大厚度搅拌摩擦焊接装备及焊接工艺。

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。

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。技术解决了铝合金加工制造过程中的连接技术瓶颈。

搅拌摩擦焊是一种连续的、纯机械的新型固相连接技术，搅拌摩擦焊工作原理图如图1所示4°，其中搅拌头主要由轴肩和搅拌针组成，根据待焊工件的材料、厚度和结构等焊接时需要选用不同形式的轴肩和搅拌针，搅拌针长度一般略小于被焊接工件的厚度。 搅拌摩擦焊焊接过程中，搅拌针通过搅拌、摩擦使焊缝金属材料热塑化、热塑化材料在搅拌头的旋转摩擦作用下由搅拌针的前部向后部转移过渡，过渡后的热塑化金属在搅拌轴肩的作用下受到了挤压和锻造，终得到了由精细的锻造组织构成的焊缝接头，由于整个焊接过程中被焊接金属材料没有经过“熔化-凝固”过程，所以得到的是优异的固相接头连接。 搅拌摩擦焊缝组织不存在热裂纹、液化裂纹、氢气孔等在熔化焊接工艺中经常存在的焊接缺陷；焊接接头可以采用对接、搭接或丁字接头等多种形式；接头强度可以达到或接近母材强度、对于2000和6000系列铝合金，通过焊后时效处理可以提高接头强度，6082-T4铝合金母材、搅拌摩擦焊接头以及时效处理后的搅拌摩擦焊接头性能比较见表151。不经过时效处理的搅拌摩擦焊接头已经接近母材强度；时效处理以后，接头强度提高，并远远超过母材强度。搅拌摩擦焊已经在船舶铝合金预成形壁板结构件上得到成功应用。揭阳铝合金搅拌摩擦焊气动夹具

搅拌摩擦焊为船舶制造中铝合金结构件的连接提供了ZUI佳方案。揭阳铝合金搅拌摩擦焊气动夹具

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。揭阳铝合金搅拌摩擦焊气动夹具

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