大型擠壓成型件的FSW拼接 汽車工業(yè)中一般可接受大直徑為200~300mm的擠壓成型件。隨著擠壓成型件尺寸加大、單位重量的成本也增加，所以直接制造大型擠壓成形件從成本上形是很難為汽車制造商接受，并且隨著擠壓成形件尺寸變大，制造誤差也變大，所以直接制造大型的擠壓成形件在使用上也是不能滿足要求。 目前，無(wú)論是從成本上，還是從使用上考慮，采用攪拌摩擦焊技術(shù)把小型擠壓成形件制造成滿足使用要求的大型擠壓成形件，是當(dāng)前汽車制造商的S選制造方法，其中，美國(guó)Tower汽車公司已經(jīng)采用攪拌摩擦焊技術(shù)2塊小型的擠壓成形件拼接成汽車用的懸掛連接臂。 考慮到零件尺寸（尤其是焊縫尺寸）與經(jīng)濟(jì)效益密切相關(guān)的焊接速度以及該工藝所需要的工作壓力，制造該零件需要用攪拌摩擦焊設(shè)備。由于擠壓成形工藝節(jié)省了大量成本，并且焊接過程中沒有其他消耗，所以采用攪拌摩擦焊后的總的經(jīng)濟(jì)效益取決于設(shè)備投資以及焊接效率。鋁合金攪拌摩擦焊接頭的沖擊韌度比較好，包括沖擊力、沖擊載荷以及沖擊條件下的接頭變形。廣州攪拌摩擦焊焊縫

汽車車圈的攪拌摩擦焊制造： 挪威發(fā)明了一種采用攪拌摩擦焊技術(shù)制造汽車車圈的新技術(shù)，并被Fym公司成功用于剪服零件的制造，為將鑄造或鍛造的中心零件與鍛鋁制造的輻條焊接起來(lái)，該公司設(shè)計(jì)了2種接頭形式對(duì)接接頭和搭接接頭，每個(gè)輪子含有2條平行的攪拌摩擦焊縫，并將中心零件設(shè)計(jì)為分支形式，以獲得良好的載荷傳遞性能并減輕重量。 澳大利亞的西蒙斯公司利用攪拌摩擦焊發(fā)明了一種制造軋制的6061-0車輪輻條的新技術(shù)。首先制造一個(gè)預(yù)成型圓柱件，把它切成單個(gè)輻條形式，然后采用FSW技術(shù)焊成所需要的犧條形狀，后按T6狀態(tài)對(duì)其進(jìn)行熱處理。 制造輕合金車輪輻條，密歇根的Hayes Lemmer認(rèn)為應(yīng)在采用FSW技術(shù)焊接前，將焊縫根部區(qū)域的端面設(shè)計(jì)為斜面，以獲得完全穿透的焊縫11。另外，平面端部可以做成一些特殊的形狀，以利于FSW焊接中軸肩與工件接觸，F(xiàn)SW焊接后，可以有意地對(duì)這些輕合金車輪輻條做一些旋轉(zhuǎn)和軋制操作、以獲得等厚度的輻條。廣東攪拌摩擦焊的瓶頸引起了各國(guó)學(xué)者和研究機(jī)構(gòu)的G泛重視 ,成為了國(guó)內(nèi)外的研究熱點(diǎn)。

試驗(yàn)采用Al-Mg系列5A06鋁合金制備對(duì)接接頭試樣，該鋁合金具有較高的強(qiáng)度和較好的焊接性。 對(duì)MIG焊和FSW試樣，首先用兩塊大平板對(duì)接施焊，然后用線切割將對(duì)接板件切割為具體試樣。 試驗(yàn)表明，MIG焊試樣我勞斷裂發(fā)生在焊縫中心的試樣，其疲勞裂紋萌生在氣孔缺陷部位。其它試樣盡管存在一定氣孔缺陷，但由于其應(yīng)力集中相對(duì)較低，對(duì)疲勞行為影響不明顯，而焊趾部位和在此處的微缺陷是導(dǎo)致疲勞斷裂的主要因素。 另外，雖然采用局部點(diǎn)固和雙面對(duì)稱焊接措施控制焊接變形，但所有試樣均出現(xiàn)了3.1°~4.8°的角變形。在疲勞拉伸載荷作用下，焊接角變形將產(chǎn)生附加的彎矩作用，并增加焊趾局部的應(yīng)力集中，從而進(jìn)一步降低MIG焊接接頭疲勞強(qiáng)度。 對(duì)焊態(tài)FSW對(duì)接接頭，在攪拌摩擦焊接過程中，攪拌工具肩部要與被焊試板緊密壓在一起，工具肩部的攪拌頭插入板件對(duì)接線處，為保證工具肩部與工件的緊密結(jié)合，攪拌頭的長(zhǎng)度應(yīng)稍小于焊接板的厚度。 攪拌摩擦焊試樣的疲勞強(qiáng)度明顯高于MIG焊試樣的疲勞強(qiáng)度，F(xiàn)SW的S-N曲線比MIG焊的變化更為平緩。

從目前的實(shí)際應(yīng)用來(lái)看，攪拌摩擦焊技術(shù)具有許多優(yōu)點(diǎn)。波音公司的應(yīng)用表面，攪拌摩擦焊技術(shù)能夠有效提高焊接接頭強(qiáng)度、縮短生產(chǎn)周期、節(jié)約制造費(fèi)用并減少焊接缺陷。比如攪拌摩擦焊技術(shù)在Ddlta Ⅳ型火箭中心助推器上的應(yīng)用使焊接接頭強(qiáng)度增加了30%-50%；制造周期降低了大約80%，由原來(lái)的23天減少為6天；通過改進(jìn)接頭設(shè)計(jì)，Ddlta Ⅳ和Ddlta Ⅱ的制造費(fèi)用節(jié)省了60%；截止2002年4月，波音公司已經(jīng)用攪拌摩擦焊技術(shù)為Ddlta Ⅱ型火箭生產(chǎn)了2100m長(zhǎng)的無(wú)缺陷焊縫。在日立公司的應(yīng)用表面，采用攪拌摩擦焊技術(shù)焊接鋁合金列出壁板結(jié)構(gòu)，可以獲得較小的變形量（為MIG結(jié)構(gòu)的1/12）、較高的沖擊韌性（約為母材的1.7倍，是MIG接頭的2.4倍）。 由于以上種種優(yōu)點(diǎn)，攪拌摩擦焊技術(shù)不被用于火箭和高速列出的制造，在飛機(jī)、裝甲運(yùn)兵車、汽車以及船舶等領(lǐng)域同樣得到了不同程度的應(yīng)用。鋁合金特殊的物理性質(zhì)決定，鋁合金焊接難度大。

用打磨機(jī)、鋼絲刷去除鋁板表面及側(cè)邊的氧化膜，用1)40擦拭表面油污.試驗(yàn)時(shí)，以對(duì)接形式裝夾，焊縫形式為511,裝配后間隙值須小于0.1 mm, 錯(cuò)邊量小于0.05 mm，焊接位置為PA位置。攪拌摩擦焊在攪拌頭不變的情況下，其工藝參數(shù)包括攪拌頭的前傾角、攪拌頭旋轉(zhuǎn)速度、焊接速度以及頂鍛力，本試驗(yàn)中前傾角全部為2。，試驗(yàn)參數(shù)設(shè)置釆用了矩陣方法，共進(jìn)行了8組試驗(yàn)，其中旋轉(zhuǎn)速度的范圍為400-2 500 r/min,焊接速度的范圍是500-1 500 nim/min在試驗(yàn)初期由于頂鍛力不確定，沒有使用恒壓力控制系統(tǒng)，而是采用了攪拌頭按照J(rèn)對(duì) 坐標(biāo)系運(yùn)動(dòng)的方式，并釆用壓力監(jiān)測(cè)軟件來(lái)讀取頂 鍛力的數(shù)據(jù)，以獲取頂鍛力的范圍：通過改變工藝參數(shù)獲得了不同性能的接頭.焊后筆者對(duì)試件進(jìn)行了外觀檢查、滲透及射線探傷，并沿著接頭橫斷面 進(jìn)行切割，得到宏觀金相、拉伸、彎曲試件，進(jìn)而 確定ZUI優(yōu)焊接工藝參數(shù)攪拌摩擦焊接在鋁合金、鎂合金等輕金屬焊接方面廣受關(guān)注。廣東正規(guī)攪拌摩擦焊發(fā)展趨勢(shì)

現(xiàn)階段我國(guó)制造工業(yè)對(duì)攪拌摩擦焊技術(shù)需求強(qiáng)烈。廣州攪拌摩擦焊焊縫

縫合坯料是由一些比較小的平板間連接而成，然后加工成需要的形狀。采用縫合坯料主要是為了滿足2 個(gè)方面的要求是提高漢年年身局部的強(qiáng)度第二是從減輕整車重量的角度考慮，不能因?yàn)榫植啃枰逹度、就加強(qiáng)整個(gè)零件的制造厚度。所以，縫合坯料采用的是局部加厚方式。另外，采用縫合坯料可以減少汽車制造中模具的數(shù)量。因?yàn)槭褂眯〉钠桨寮梢赃B接成各種形狀，所以不用為各種形狀的緩合坯料制造不同的模具。 既滿足了強(qiáng)度要求又不大量增加整車重量，所以鋁合金縫合坯料被汽車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用，福特汽車公司P2000型概念車尾部的內(nèi)支撐件如圖6所示13。但是同其他鋁質(zhì)零件焊接一樣，采用熔焊方法焊接縫合坯料存在著許多不足，并且為了避免熔焊中可能會(huì)出現(xiàn)的缺陷，需要采取各種輔助措施。比如為了降低氫氣孔的產(chǎn)生率、要求待焊零件清潔干燥為了降低焊接難度，也為了防止夾渣，需要在焊前清理氧化膜；并且為了防止焊接過程中的焊縫氧化，需要使用保護(hù)氣。激光焊在縫合坯料焊接中被大量使用，但是采用激光焊焊接鋁質(zhì)縫合坯料，不有上述熔焊中的共性問題，并且鋁合金對(duì)光的反射能力很強(qiáng)，從而會(huì)降低激光焊接熱效率。廣州攪拌摩擦焊焊縫

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