广东铝硅合金搅拌摩擦焊

减轻质量、提高推重比和增加有效载荷一直是航空发动机和飞机结构设计追求的目标，钛合金由于具有质轻、比强度高以及抗冲击等优点而成为航空航天重点发展的新材料之一。 而铝合金是目前航空航天、录器装备等高新技术领域中很多应用的金属材料21。 因此，将钛合金与铝合金连接形成复合结构可以Z大积覆地利用材料各自的优点，获得更好的经济效益，因而，在航空航天、武器装备等领域具有广阔的应用景。然而、钛合金与铝合金都是活性、极易氧化的金属，两者熔点、热导率、热膨胀系数以及晶体结构等物理性能差异很大，采用常规的焊接方法难以获得满足使用性能要求的焊接接头，如熔化焊接时，两种属液相混合将生成大量脆性金属间化合物，接头强度很低。 目前，国内外采用电弧熔钎焊”、激光溶钎、固态扩散焊和液相扩散焊等方法对钛和铝异种材料的焊接进行了研究。搅拌摩擦焊是一种固拔扩散焊接方法，基本不受材料的物理化学性能和力学性能、晶体结构等的影响，对克服不同材料性能差弄带来的焊接困难具有极大的优势，能够避免熔化焊的一些缺陷、减少脆性金属间化合物的形成，比较适合于异种材料的连接。铝合金特殊的物理性质决定，铝合金焊接难度大。广东铝硅合金搅拌摩擦焊

铝合金材料的搅拌摩擦焊 搅拌摩擦焊几乎可以焊接所有系列的铝合金材料，其中包括以前传统焊接方法认为“不可焊接”的沉淀强化高Q铝合金材料；对于异种材料的连接，搅拌摩擦焊也具有较大的优越性，如搅拌摩擦焊不可以实现2024/6061 以及2024/7075 等不同牌号铝合金材料的焊接、还可以实现铜合金和铝合金等不同种材料的焊接。 经过多年研究，目前搅拌摩擦焊可以焊接厚度为1~150mm的铝合金材料（图2所示为单道焊接的20mm厚的搅拌摩擦焊接头），焊接速度从5mm/s到8000mm/min。 除铝合金外，搅拌摩擦焊在铜合金、镁合金、锌合金、铅合金上的开发应用也取得很大进展；国外资料介绍了铜合金、钛合金结构件和铝基复合材料的搅拌摩擦焊研究也很成功；另外异种材料的搅拌摩擦焊连接，如铝合金与镁合金、铝合金与铜合金等已经取得了成功应用。惠州电弧搅拌摩擦焊常见问题率先开发了大厚度搅拌摩擦焊接装备及焊接工艺。

目前对搅拌摩擦焊的研究和试验已经超出了简单的非疲劳关键接头的应用研究范围，进入了复杂UI 形状的飞机关键零部件的连接和先进飞行系统的制造阶段。搅拌摩擦焊为改变传统轻合金结构制造、费方法提供了可能，传统的机械紧固装配完全可以被高性能的搅拌摩擦焊装配代替，从而降低了成本。搅拌摩擦焊的主要特点是采用一种非耗损特型搅拌头插入被焊零件的对接处，在待焊工件的连接面旋转、摩擦、挤压，在热机作用的条件下扩散连接形成可靠、致密的金属间固相焊缝。根据试验测量和数字模拟结果，搅拌摩擦焊的焊接温度一般都低于材料的熔点，焊接过程中通过溢头对塑化材料的挤压过渡得到致密的金属间固相治金扩散连接。图2所示是一个典型的搅拌摩擦焊金漆从宏观上可以看出搅拌摩擦焊焊缝存在4个区域。从焊核中心到母材金属分别是∶（a）动态重结晶B （b）热-机影响区；（c）热影响区；（d）母材金属。搅拌摩擦焊可以实现铝、镁、铜、铁、钕等多种合金材料和热塑材料的焊接、特用适合于得合金、铝锂合金、钛合金等航字材料的焊接，可以应用于对接、搭接、丁字形接等多种接头形式。提高了焊接接头的力学性能，消除了熔焊时容易产生的气孔、夹杂、靛固裂纹等多种缺陷。

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。传统焊接，人工成本高，技术工人不容易培养，弧光近距离容易对身体造成伤害，焊接速度过慢。

为了降低汽车重量，但不降低汽车刚度，所以汽车用铝中通常添加强化元素（如Mg），在熔化焊接中，由于电弧的焊接温度比较高，所以很容易发生强化合金元素烧失，从而造成焊缝强度以及整车性能降低；而采用搅拌摩擦焊技术，由于焊接温度比较低，所以基本上不存在元素烧失问题；另外，采用搅拌摩擦焊焊接铝合金不会产生热裂纹和液化裂纹等在熔化焊接中经常出现的缺陷。 搅拌摩擦焊技术是一种性能优异、操作简单的机械化连接方法，基于搅拌摩擦焊技术的诸多优点和易于实现自动化和生产的规模化，搅拌摩擦焊技术被认为是焊接铝及其合金的连接方法，在汽车制造工业中有着的应用前景。 铝合金汽车零件的搅拌摩擦焊： 目前，对于搅拌摩擦焊技术在汽车制造业中的应用主要包括以下几个方面得合金车器的缆掉摩擦溢、大型挤压成型件的搅拌摩擦焊拼接、缝合坯料的搅拌厚擦焊接、泡沫铝材的搅拌降蒸焊接以及聚汽车零部件的装配。技术吸引了众多国内外客户的参观与咨询。东莞搅拌摩擦焊西安

搅拌摩擦焊代替熔焊可实现铝合金结构件的制造和现场装配，消除熔焊时的裂纹、气孔等缺陷，获得无缺陷接头。广东铝硅合金搅拌摩擦焊

飞机机翼结构的搅拌摩擦焊应用研究 英国宇航空中客车公司（BAA）主要负责空客系列飞机机翼的设计和装配。机翼设计的空气动力性能以及结构的商业效率基本上归功于操作费用的降低。集成设计中基本费用的节省和直接操作费用的降低取决于设计技术先进性和Z佳材料、工艺和制造方法的应用°。通过恰当的设计和正确的应用，搅拌摩擦焊可以是Z佳的焊接技术，以期在降造成本方面胜过现有的设计和制造途径。 结构安全和可靠性是飞机设计、制造和维修等都关心的主题。所以需要无数的结构试验来证明机翼结构中的设计、材料和制造方法的有效性。在研究中得到的所有试验结果对搅拌摩擦焊租螺栓以及铆接连接进行了比较。 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。 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。广东铝硅合金搅拌摩擦焊

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