飛機(jī)機(jī)翼結(jié)構(gòu)的攪拌摩擦焊應(yīng)用研究 英國宇航空中客車公司（BAA）主要負(fù)責(zé)空客系列飛機(jī)機(jī)翼的設(shè)計和裝配。機(jī)翼設(shè)計的空氣動力性能以及結(jié)構(gòu)的商業(yè)效率基本上歸功于操作費用的降低。集成設(shè)計中基本費用的節(jié)省和直接操作費用的降低取決于設(shè)計技術(shù)先進(jìn)性和Z佳材料、工藝和制造方法的應(yīng)用°。通過恰當(dāng)?shù)脑O(shè)計和正確的應(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現(xiàn)有的設(shè)計和制造途徑。 結(jié)構(gòu)安全和可靠性是飛機(jī)設(shè)計、制造和維修等都關(guān)心的主題。所以需要無數(shù)的結(jié)構(gòu)試驗來證明機(jī)翼結(jié)構(gòu)中的設(shè)計、材料和制造方法的有效性。在研究中得到的所有試驗結(jié)果對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，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)計及制造提供了新的方法和途徑。公司已經(jīng)可以實現(xiàn)鋁、鎂、銅、鈦、鐵等合金以及異種金屬的焊接，公司采用FSW技術(shù)生產(chǎn)的鋁合金結(jié)構(gòu)件。廣州機(jī)器人攪拌摩擦焊 編程

接頭力學(xué)性能根據(jù)拉伸試驗和彎曲試驗標(biāo)準(zhǔn)，在焊后的試板上進(jìn)行取樣，試驗結(jié)果的統(tǒng)計如圖4所示：當(dāng)/Ml.()時，抗拉強(qiáng)度在不同的 焊接速度下所體現(xiàn)的趨勢是類似的，基本上都是在 1.4-3.0之間某個區(qū)域達(dá)到ZUI高，向兩端下降；而當(dāng) 也>1.4時，彎曲性能基本合格,除此之外，還發(fā)現(xiàn)攪 拌摩擦焊焊縫的彎曲性能與內(nèi)部隧道缺陷存在一定 關(guān)系：在對焊縫進(jìn)行射線檢測時，w<1.4,容易在焊 縫內(nèi)部發(fā)現(xiàn)隧道缺陷，缺陷位置如圖5所示；當(dāng) 3N1.4時，焊縫內(nèi)部無隧道缺陷。ZUI優(yōu)合格參數(shù)區(qū)域 將焊縫抗拉強(qiáng)度達(dá)到母材的80%,彎曲性能合格、射線檢測合格且焊縫外觀合格的參數(shù)區(qū)域定義 為ZUI優(yōu)合格參數(shù)區(qū)域，如圖6所示。 旋轉(zhuǎn)速度/(r-min ') 圖6ZUI優(yōu)合格參數(shù)區(qū)域2('008(6(4(20ZUI終選定 1200 r/min, F=80() nim/inin,頂鍛力為14 kN,為5 mm厚6082-T6鋁合金攪拌摩擦焊 焊接工藝評定參數(shù)"焊接時采用恒壓力系統(tǒng).焊后 外觀成形美觀，飛邊較小，抗拉強(qiáng)度達(dá)到母材的 81%,彎曲試驗結(jié)果為180。未出現(xiàn)任何缺陷,圖7 為該焊接工藝參數(shù)下的焊縫外觀、宏觀金相以及彎曲試樣。佛山電弧攪拌摩擦焊常見問題攻關(guān)J端技術(shù)，為攪拌摩擦焊技術(shù)再拓新市場。

在攪拌摩擦焊接頭的宏觀組織上（圖3），可看出攪拌摩擦焊接頭由四個區(qū)組成，從焊縫中心區(qū)域到母材金屬分別為∶（a）動態(tài)再結(jié)晶區(qū)（焊核區(qū)），（b）熱-機(jī)影響區(qū)，（c）熱影響區(qū)，（d）母材金屬。高質(zhì)量的焊核部位存在一個致密均勻的“漩渦環(huán)”狀結(jié)構(gòu)，其外WEI是熱-機(jī)影響區(qū)，此區(qū)域材料發(fā)生塑性變形和部分再結(jié)晶；實際焊接過程中攪拌摩擦焊接頭的焊接接頭形狀會隨著材料、攪拌頭的形狀以及所使用的焊接參數(shù)的不同發(fā)生明顯的變化，焊接中心區(qū)域的尺寸一般稍大于特形攪拌棒的直徑，但是遠(yuǎn)小于攪拌頭軸肩的直徑。 由于攪拌摩擦焊接頭是精細(xì)的固態(tài)鍛造組織，其力學(xué)性能指標(biāo)一般接近或優(yōu)于母材；在攪拌摩擦焊接頭的熱影響區(qū)，硬度指標(biāo)一般會有一定程度的降低，但可以通過控制焊接熱輸入，經(jīng)過熱處理和時效，接頭會恢復(fù)到與母材相近的性能指標(biāo)。

試驗采用Al-Mg系列5A06鋁合金制備對接接頭試樣，該鋁合金具有較高的強(qiáng)度和較好的焊接性。 對MIG焊和FSW試樣，首先用兩塊大平板對接施焊，然后用線切割將對接板件切割為具體試樣。 試驗表明，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)力集中相對較低，對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，雖然采用局部點固和雙面對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。 對焊態(tài)FSW對接接頭，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接線處，為保證工具肩部與工件的緊密結(jié)合，攪拌頭的長度應(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。有力支撐了新型武器裝備及工業(yè)發(fā)展。

攪拌摩擦焊接技術(shù)難道就沒有不足嗎？1)焊接工件必須剛性固定，反面應(yīng)有底板或者有支撐，尤其是中空件。2)一般情況下，在攪拌摩擦焊接過程結(jié)束，攪拌工具（攪拌頭）抽出被焊工件后，焊縫尾端形成一個收刀尾孔。也可以在設(shè)備出廠前加裝尾孔消除裝置，解決焊接尾孔問題。3)前期異種合金較難進(jìn)行焊接，例如鋁合金與銅合金的焊接。不過，通過工藝的不斷改進(jìn)，現(xiàn)在銅鋁焊接已經(jīng)突破關(guān)口，已為多家企業(yè)提供服務(wù)設(shè)備。攪拌摩擦焊技術(shù)的不足遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法干擾其的優(yōu)勢。因此現(xiàn)在高密封性度需求的焊接都是采用攪拌摩擦焊技術(shù)。技術(shù)解決了鋁合金加工制造過程中的連接技術(shù)瓶頸。東莞攪拌摩擦焊報價

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隨著社會的發(fā)展和人們環(huán)境保護(hù)意識的加強(qiáng)，歐美等發(fā)達(dá)國家制訂了越來越嚴(yán)格的汽車尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)，為此，各汽車制造企業(yè)需要嚴(yán)格控制其汽車產(chǎn)品的燃油消耗和廢氣排放，否則將面臨失去競爭力、失去市場的危險。 研究表明∶汽車重量每降低0.1kg，每百公里油耗可減少0.7L；汽車自重每降低10%，燃油效率可以提高5.5%，所以汽車輕量化是汽車工業(yè)發(fā)展的必由之路。 汽車輕量化是通過2個方面達(dá)到的 ∶一是在汽車制造中采用輕質(zhì)材料，二是改變汽車結(jié)構(gòu)設(shè)計。 相對于汽車工業(yè)發(fā)展初期幾乎采用一種材料——低碳鋼，目前汽車工業(yè)中所使用的材料呈現(xiàn)多樣化、輕量化、高Q度化的發(fā)展趨勢，從而提高現(xiàn)代汽車的安全性、舒適性以及速度。新材料、新結(jié)構(gòu)的使用需要采用新的連接技術(shù)，攪拌摩擦焊技術(shù)的發(fā)明恰好滿足這種需求。攪拌摩擦焊技術(shù)（FSW）是一項G命性的固相連接新技術(shù)。迄今為止，攪拌摩擦焊技術(shù)在航空、航天、船舶、海洋工業(yè)、武器裝備以及高速列車等領(lǐng)域的輕結(jié)構(gòu)制造中的應(yīng)用研究已展開，有的技術(shù)已投入使用并取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。在汽車制造領(lǐng)域，攪拌摩擦焊技術(shù)也逐漸引起了世界各大汽車制造商的關(guān)注。廣州機(jī)器人攪拌摩擦焊 編程

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