搅拌摩擦焊.ppt

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1、搅拌摩擦焊现在学习的是第1页，共10页搅拌摩擦焊在中国的发展现状搅拌摩擦焊在中国的发展现状 2002年，在中国航空工业集团年，在中国航空工业集团-北京航空制造工程研究所与英国焊接研究所共同北京航空制造工程研究所与英国焊接研究所共同签署关于搅拌摩擦焊专利技术许可、技术研发及市场开拓等领域的合作协议的基础上，签署关于搅拌摩擦焊专利技术许可、技术研发及市场开拓等领域的合作协议的基础上，中国第一家专业化的搅拌摩擦焊技术授权公司中国第一家专业化的搅拌摩擦焊技术授权公司中国搅拌摩擦焊中心即中国搅拌摩擦焊中心即北京赛福北京赛福斯特技术有限公司斯特技术有限公司成立，成立，标志着搅拌摩擦焊技术在中国市场的研发及

2、工程应用工作标志着搅拌摩擦焊技术在中国市场的研发及工程应用工作的正式开启。的正式开启。搅拌摩擦焊作为一种多学科交汇的新方法，可以发展出纵缝焊接、搅拌摩擦焊作为一种多学科交汇的新方法，可以发展出纵缝焊接、环缝焊接、无匙孔焊接、变截面焊接、自支撑双面焊接、空间环缝焊接、无匙孔焊接、变截面焊接、自支撑双面焊接、空间3D曲线焊曲线焊接、搅拌摩擦点焊、回填式点焊、搅拌摩擦焊表面改性处理、搅拌摩擦焊超接、搅拌摩擦点焊、回填式点焊、搅拌摩擦焊表面改性处理、搅拌摩擦焊超塑性材料加工等多种连接加工方法和技术。塑性材料加工等多种连接加工方法和技术。历经近十年的快速发展，赛福斯特公司已成功开发了历经近十年的快速发展

3、，赛福斯特公司已成功开发了60余套搅拌摩擦焊设余套搅拌摩擦焊设备，将搅拌摩擦焊技术应用于备，将搅拌摩擦焊技术应用于我国航空、航天、船舶、列车、汽车、电子、电力我国航空、航天、船舶、列车、汽车、电子、电力等工业领域中等工业领域中，创造了可观的社会经济效益，为铝、镁、铜、钛、钢等金属材料提供，创造了可观的社会经济效益，为铝、镁、铜、钛、钢等金属材料提供了完美的技术解决方法，为国内外用户提供了不同类型、不同用途的搅拌摩擦焊工业了完美的技术解决方法，为国内外用户提供了不同类型、不同用途的搅拌摩擦焊工业产品加工，包括：航天筒体结构件、航空薄壁结构件、船舶宽幅带筋板、高速列车车产品加工，包括：航天筒体结构

4、件、航空薄壁结构件、船舶宽幅带筋板、高速列车车体结构、大厚度雷达面板、汽车轮毂、集装箱型材壁板、各种结构散热器及热沉器等。体结构、大厚度雷达面板、汽车轮毂、集装箱型材壁板、各种结构散热器及热沉器等。现在学习的是第2页，共10页搅拌摩擦焊的历史搅拌摩擦焊的历史搅拌摩擦焊搅拌摩擦焊(FrictionStirWelding，简称，简称FSW)是英国焊接研究是英国焊接研究所所(TheWeldingInstitute)于于1991年发明的专利焊接技术。年发明的专利焊接技术。挪威已建立了世界上第一个搅拌摩擦焊商业设备，可焊接厚挪威已建立了世界上第一个搅拌摩擦焊商业设备，可焊接厚315mm、尺寸、尺寸616

5、的的Al船板；船板；1998年美国波音公司的空间和防御实验室引进了搅拌摩擦焊技年美国波音公司的空间和防御实验室引进了搅拌摩擦焊技术，用于焊接某些火箭部件；术，用于焊接某些火箭部件；麦道公司也把这种技术用于制造麦道公司也把这种技术用于制造Delta运载火箭的推进剂贮箱。运载火箭的推进剂贮箱。现在学习的是第3页，共10页搅拌摩擦焊的原理搅拌摩擦焊的原理 利用摩擦热作为焊接热源。利用摩擦热作为焊接热源。焊接过程是由一个圆柱体形状的焊接过程是由一个圆柱体形状的焊头伸入工件的接缝处，通过焊头的高速旋转，使焊头伸入工件的接缝处，通过焊头的高速旋转，使其与焊接工件材料摩擦，从而使连接部位的材料温度升高其与焊

6、接工件材料摩擦，从而使连接部位的材料温度升高软化。同时对材料进行搅拌摩擦来完成焊接的。软化。同时对材料进行搅拌摩擦来完成焊接的。焊头在旋转的同时伸入工件的接缝中，旋转焊头与工焊头在旋转的同时伸入工件的接缝中，旋转焊头与工件之问的摩擦热，使焊头前面的材料发生强烈塑性变形，件之问的摩擦热，使焊头前面的材料发生强烈塑性变形，然后随着焊头的移动，高度塑性变形的材料流向焊头的背然后随着焊头的移动，高度塑性变形的材料流向焊头的背后，从而形成搅拌摩擦焊焊缝。后，从而形成搅拌摩擦焊焊缝。现在学习的是第4页，共10页现在学习的是第5页，共10页现在学习的是第6页，共10页搅拌摩擦焊的优点搅拌摩擦焊的优点（1）摩

7、擦焊可以降低制造成本摩擦焊可以降低制造成本-搅拌摩擦焊是一种简单、高效、节能、搅拌摩擦焊是一种简单、高效、节能、没有焊接消耗的连接方法。搅拌摩擦焊除了搅拌头和电外没有其他消耗；没有焊接消耗的连接方法。搅拌摩擦焊除了搅拌头和电外没有其他消耗；不需要填充焊丝和保护气；不需要开坡口和对材料表面的氧化层等作特殊不需要填充焊丝和保护气；不需要开坡口和对材料表面的氧化层等作特殊的处理；是一种纯机械化的焊接技术，易于实现自动化和工业产品的批量的处理；是一种纯机械化的焊接技术，易于实现自动化和工业产品的批量化制造；是一种固相焊接，焊接过程中没有熔化，可以实现全位置焊接。化制造；是一种固相焊接，焊接过程中没有熔

8、化，可以实现全位置焊接。（2）对于铝合金材料，优良的搅拌摩擦焊固相接头和高可靠性和重）对于铝合金材料，优良的搅拌摩擦焊固相接头和高可靠性和重复性的焊接过程可以促进现有工业产品的改进以及铝合金材料在其他复性的焊接过程可以促进现有工业产品的改进以及铝合金材料在其他工业产品中的应用和创新。可焊热敏感性很强的硬铝、超硬铝等材料；工业产品中的应用和创新。可焊热敏感性很强的硬铝、超硬铝等材料；没有气孔出现；可以防止铝基复合材料等的合金和强化相的析出和破没有气孔出现；可以防止铝基复合材料等的合金和强化相的析出和破坏；可以实现铸造坏；可以实现铸造/锻压以及铸造锻压以及铸造/挤压等不同材料状态的焊接；焊接变挤压

9、等不同材料状态的焊接；焊接变形小。形小。现在学习的是第7页，共10页搅拌摩擦焊的优点搅拌摩擦焊的优点（3）搅拌摩擦焊具有可靠的质量保证）搅拌摩擦焊具有可靠的质量保证-搅拌摩擦焊是一种完全机械搅拌摩擦焊是一种完全机械化的连接技术，可以实现焊接过程以及焊接能量输入的精确控制。搅化的连接技术，可以实现焊接过程以及焊接能量输入的精确控制。搅拌摩擦焊的焊接质量完全由搅拌头的形状和焊接参数决定，所以可以拌摩擦焊的焊接质量完全由搅拌头的形状和焊接参数决定，所以可以实现精密的过程监控；由于焊接过程的机械性，所以可以实现焊接参实现精密的过程监控；由于焊接过程的机械性，所以可以实现焊接参数的数字化输入、控制和纪录

10、；由于搅拌摩擦焊方法的优越性，被焊数的数字化输入、控制和纪录；由于搅拌摩擦焊方法的优越性，被焊接工件不需要紧密的接触，对于厚度为接工件不需要紧密的接触，对于厚度为12.7mm的铝合金板材的搅的铝合金板材的搅拌摩擦焊，焊缝间隙容差可以为拌摩擦焊，焊缝间隙容差可以为1.25mm5。（4）搅拌摩擦焊是一种安全的焊接方法）搅拌摩擦焊是一种安全的焊接方法-搅拌摩擦焊是一种搅拌摩擦焊是一种机械化的焊接方法，只需要简单的普通机床设备操作防护。与熔机械化的焊接方法，只需要简单的普通机床设备操作防护。与熔焊方法相比，搅拌摩擦焊过程没有飞溅、烟尘、以及弧光辐射等焊方法相比，搅拌摩擦焊过程没有飞溅、烟尘、以及弧光辐

11、射等对人体的危害；焊接过程不需要电流、电压的参与，没有高的触对人体的危害；焊接过程不需要电流、电压的参与，没有高的触电危险等。电危险等。现在学习的是第8页，共10页搅拌摩擦焊的缺点搅拌摩擦焊的缺点随着搅拌摩擦焊技术的研究和发展，搅拌摩擦焊在应用随着搅拌摩擦焊技术的研究和发展，搅拌摩擦焊在应用领域的限制得到很好解决，但是尽管搅拌摩擦焊目前可以单领域的限制得到很好解决，但是尽管搅拌摩擦焊目前可以单道完成厚度为道完成厚度为50mm铝合金材料的焊接，但与某些弧焊技术相比铝合金材料的焊接，但与某些弧焊技术相比（如薄板的激光焊）焊接速度还相对较慢；另外，基于搅拌摩擦焊本（如薄板的激光焊）焊接速度还相对较慢

12、；另外，基于搅拌摩擦焊本身的特点，被焊零件需要由一定的结构刚性或被牢固固定来实现焊接；身的特点，被焊零件需要由一定的结构刚性或被牢固固定来实现焊接；焊接结束由于搅拌头的回抽，焊缝的末端留有焊接结束由于搅拌头的回抽，焊缝的末端留有“匙孔匙孔”，所以必要，所以必要时，焊接工艺上需要添加时，焊接工艺上需要添加“引焊板或出焊板引焊板或出焊板”；可以切除掉，也可以；可以切除掉，也可以用其它焊接方法封焊住。用其它焊接方法封焊住。针对匙孔问题，目前已有伸缩式搅拌头研发成功，焊后不针对匙孔问题，目前已有伸缩式搅拌头研发成功，焊后不会留下焊接匙孔。搅拌摩擦焊过程中需要对焊缝施加巨大的顶会留下焊接匙孔。搅拌摩擦焊过程中需要对焊缝施加巨大的顶锻压力，这也限制了搅拌摩擦焊技术在机器人等设备上的应用。锻压力，这也限制了搅拌摩擦焊技术在机器人等设备上的应用。现在学习的是第9页，共10页谢谢谢谢大大家家现在学习的是第10页，共10页