機(jī)器人攪拌摩擦焊接的技術(shù)難題一，機(jī)器人攪拌摩擦焊接是一個(gè)“硬碰硬”的過(guò)程。攪拌摩擦焊是一種類(lèi)似于塑性壓力加工的固相焊接技術(shù)，與其它熔化焊方法不同，攪拌摩擦焊接過(guò)程中，攪拌頭與被焊材料直接接觸，并施加焊接作用力（通常大于2kN），使材料塑化并發(fā)生塑性變形，這要求機(jī)器人的各個(gè)運(yùn)動(dòng)軸都要承受很大的作用力。實(shí)現(xiàn)機(jī)器人攪拌摩擦焊的基本條件是機(jī)器人負(fù)載能力必須很高，通常要求大于500kg，而且對(duì)于機(jī)器人在高載荷作業(yè)條件下的工作穩(wěn)定性、重復(fù)定位精度、空間位置和姿態(tài)規(guī)劃都有很高的要求。目前在國(guó)際上這種重載高精度工業(yè)機(jī)器人只有少數(shù)幾家企業(yè)能夠研發(fā)出來(lái)，這也一定程度上制約了機(jī)器人攪拌摩擦焊技術(shù)的發(fā)展。二，機(jī)器人攪拌摩擦焊對(duì)于焊接機(jī)頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和功能實(shí)現(xiàn)要求非常高，盡量做到輕便、實(shí)用。三，需要實(shí)現(xiàn)更高程度的智能化焊接，這就意味著在工作過(guò)程中，通過(guò)各種傳感器和閉環(huán)控制系統(tǒng)的集成，能夠?qū)崿F(xiàn)焊縫自動(dòng)識(shí)別、焊接路徑規(guī)劃、焊縫跟蹤以及恒壓力控制。第四，目前比較成熟的高承重工業(yè)機(jī)器人都是國(guó)外研發(fā)的，其本體控制系統(tǒng)開(kāi)放程度有限，如何將工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)姿態(tài)控制、攪拌摩擦焊機(jī)頭控制、焊接過(guò)程傳感與實(shí)時(shí)控制三者有效集成起來(lái)也是一個(gè)難題。為實(shí)現(xiàn)汽車(chē)輕量化更快更好的發(fā)展做出自己的貢獻(xiàn)。深圳攪拌摩擦焊應(yīng)用領(lǐng)域

近些年來(lái)，高速鐵路在我國(guó)發(fā)展速度較快，高速列車(chē)的制造技術(shù)也得到了大力發(fā)展，列車(chē)車(chē)體的制造材料實(shí)現(xiàn)了從碳鋼到不銹鋼、鋁合金的轉(zhuǎn)變。 6000系鋁合金具有中等強(qiáng)度、優(yōu)異的成形性和耐蝕性，是目前鋁合金車(chē)體應(yīng)用量ZUI大的鋁合金，然而， 使用熔化焊方法焊接鋁合金，易出現(xiàn)氣孔、焊接熱 裂紋及軟化等焊接缺陷；攪拌摩擦焊與傳統(tǒng)熔焊法相比，具有焊接接頭外觀(guān)平整、性能優(yōu)良、焊后殘余應(yīng)力和變形小，無(wú)煙塵、無(wú)輻射，不需焊絲、 不需氣體保護(hù)、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)申，人們?cè)贔SW研究和實(shí)際應(yīng)用中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，盡管這種方法本身可以獲得高質(zhì)量的接頭，但是焊接工藝參數(shù)選取不當(dāng)會(huì)產(chǎn)生焊接缺陷，使接頭質(zhì)量的下降，在這種情況下，實(shí)現(xiàn)接頭質(zhì)量的控制和預(yù)測(cè)是FSW的工業(yè)化應(yīng)用亟待解決的問(wèn)題。江門(mén)攪拌摩擦焊技術(shù)為中國(guó)汽車(chē)輕量化產(chǎn)業(yè)作出了重要的貢獻(xiàn)。

飛機(jī)機(jī)翼結(jié)構(gòu)的攪拌摩擦焊應(yīng)用研究 英國(guó)宇航空中客車(chē)公司（BAA）主要負(fù)責(zé)空客系列飛機(jī)機(jī)翼的設(shè)計(jì)和裝配。機(jī)翼設(shè)計(jì)的空氣動(dòng)力性能以及結(jié)構(gòu)的商業(yè)效率基本上歸功于操作費(fèi)用的降低。集成設(shè)計(jì)中基本費(fèi)用的節(jié)省和直接操作費(fèi)用的降低取決于設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)性和Z佳材料、工藝和制造方法的應(yīng)用°。通過(guò)恰當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)和正確的應(yīng)用，攪拌摩擦焊可以是Z佳的焊接技術(shù)，以期在降造成本方面勝過(guò)現(xiàn)有的設(shè)計(jì)和制造途徑。 結(jié)構(gòu)安全和可靠性是飛機(jī)設(shè)計(jì)、制造和維修等都關(guān)心的主題。所以需要無(wú)數(shù)的結(jié)構(gòu)試驗(yàn)來(lái)證明機(jī)翼結(jié)構(gòu)中的設(shè)計(jì)、材料和制造方法的有效性。在研究中得到的所有試驗(yàn)結(jié)果對(duì)攪拌摩擦焊租螺栓以及鉚接連接進(jìn)行了比較。 基于成本降低、重量減少以及優(yōu)越的接頭性能等方面的諸多優(yōu)點(diǎn)，攪拌摩擦焊在飛機(jī)制造工業(yè)中的應(yīng)用將具有巨大的潛在性。 攪拌摩擦焊技術(shù)的出現(xiàn)，為飛機(jī)的設(shè)計(jì)及制造提供了新的方法和途徑。

一般汽車(chē)零部件的FSW焊接 一些典型汽車(chē)零件的焊接如圖8所示。隨著汽車(chē)平均用鋁量的增大，以及鋁制汽車(chē)零件的增多，攪拌摩擦焊在汽車(chē)工業(yè)會(huì)得到越來(lái)越的應(yīng)用。如∶發(fā)動(dòng)機(jī)和底盤(pán)支架、油箱、公共汽車(chē)和機(jī)場(chǎng)用車(chē)輛、汽車(chē)篷蓋、液壓成型管接頭、輪箍、摩托車(chē)和自行車(chē)車(chē)架、坯料縫合、空間結(jié)構(gòu)，連接擠壓成型管與鑄造節(jié)點(diǎn)、卡車(chē)車(chē)體、帶有關(guān)節(jié)的吊車(chē)/人員通道、罐車(chē)、卡車(chē)的起重機(jī)構(gòu)、起重機(jī)車(chē)、鋁合金材質(zhì)汽車(chē)的維修、裝甲車(chē)、鎂或鎂/鋁焊接。 a 緩沖器的FSW焊接 攪拌摩擦焊焊接過(guò)程中需要施加一定的壓緊力，尤其是工件厚度、材料不同，需要的機(jī)床結(jié)構(gòu)剛度不同，主軸驅(qū)動(dòng)力矩也不同，所以需要根據(jù)工件尺寸的厚度、大小、形狀等選擇不同結(jié)構(gòu)形式的的攪拌摩擦焊設(shè)備。未來(lái)輕量化是趨勢(shì)攪拌摩擦焊解決輕合金焊接技術(shù)難題！

汽車(chē)鋁合金的焊接性： 鋁及鋁合金材料長(zhǎng)期暴露在空氣中，容易在金屬表面形成致密的氧化膜，雖然鋁的熔點(diǎn)比較低（600℃左右），但是表面氧化膜的熔點(diǎn)卻較高（2050℃），并且氧化膜的密度為純鋁密度的1.4倍，基于以上原因，鋁合金氧化膜的存在為此類(lèi)材料的熔化焊接造成了很大的困難，為此，采用熔化焊，通常需要在焊前對(duì)鋁合金進(jìn)行嚴(yán)格的氧化膜清理工作；但如果采用新型的攪拌摩擦焊技術(shù)，焊接過(guò)程中伴隨著攪拌頭的攪拌、擠壓、粉碎、彌散等連續(xù)的機(jī)械作用，可以自動(dòng)鋁合金表面氧化膜，而不需要在焊前進(jìn)行嚴(yán)格的清理工作。 鋁合金焊接中另外一個(gè)重要缺陷是氫氣孔，氫在液態(tài)鋁中的溶解度很高，而在固態(tài)鋁中的溶解度降低，采用熔焊方法焊接鋁及其合金，由于工件表面有油污或者不干燥，焊接時(shí)焊縫金屬中容易吸附大量的氫；當(dāng)熔化焊縫冷卻時(shí)，那些來(lái)不及析出的氫氣就容易形成氫氣孔；如果采用攪拌摩擦焊來(lái)焊接鋁合金材料，基于攪拌摩擦焊技術(shù)本身固相焊接特點(diǎn)以及焊接過(guò)程中軸肩對(duì)焊縫金屬的頂鍛和自密封保護(hù)作用，焊接過(guò)程中焊縫不會(huì)吸附大量的氫，也不會(huì)在焊縫中形成氫氣孔缺陷。突破配套關(guān)鍵工藝裝備自主研制等瓶頸問(wèn)題。珠海復(fù)雜空間曲線(xiàn)攪拌摩擦焊

有力支撐了新型武器裝備及工業(yè)發(fā)展。深圳攪拌摩擦焊應(yīng)用領(lǐng)域

在電力、電子行業(yè)中、為解決大功率器件發(fā)熱燒毀或過(guò)熱導(dǎo)致性能不穩(wěn)定等問(wèn)題，常常需要使用輔助的散熱器為器件降溫。在需要對(duì)工作溫度進(jìn)行嚴(yán)格控制的場(chǎng)合，大概每個(gè)功率在50W以上的元器件至少使用1～2個(gè)鋁散熱器、因此、散熱器在電子產(chǎn)品上的應(yīng)用非常大。如某研究所開(kāi)發(fā)的650KW大功率斬波器上的1GBT大功率開(kāi)關(guān)元器件必須就安裝在水冷散熱器上才能正常工作。而水冷散熱器在使用中，其密封與否、散熱效率的高低將直接影響大功率開(kāi)關(guān)元件的正常運(yùn)行，同時(shí)這也是整個(gè)裝置正常運(yùn)作的關(guān)鍵。 傳統(tǒng)的散熱器較多采用銅、鋁及其合金制造，連接工藝一般采用釬焊，部分采用熔焊。目前，從經(jīng)濟(jì)性、輕量化方面考慮、用鋁材代替?zhèn)鹘y(tǒng)的銅材制造散熱器是非常理想的。但是，與銅相比、鋁更加不易釬焊，由于其較大的線(xiàn)膨脹系數(shù)，熔焊就更加困難。 對(duì)于散熱器這樣大而復(fù)雜的鋁部件，焊接成為加工制造中Z難的一道工序。 攪拌摩擦焊技術(shù)屬于固態(tài)焊接技術(shù)，具有優(yōu)異的接頭強(qiáng)度，對(duì)傳統(tǒng)焊接方法難焊和不能焊接的鋁、銅、鎂等有色合金有很好的適應(yīng)性。該技術(shù)非常適用于鋁或銅質(zhì)散熱器的焊接。深圳攪拌摩擦焊應(yīng)用領(lǐng)域

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