焊接设备/切割机 |
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搅拌摩擦焊(Friction Stir Welding - FSW)的特点介绍 |
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newmaker |
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1991年搅拌摩擦焊技术由英国焊接研究所(The Welding Institute, TWI)发明,作为一种固相连接手段,它克服了以往熔焊的诸如气孔、裂纹、变形等缺点,更使得以往通过传统熔焊手段无法实现焊接的材料可以采用FSW实现焊接,被誉为“继激光焊后又一革命性的焊接技术”。
FSW主要由搅拌头的摩擦热和机械挤压的联合作用下形成接头,其主要原理和特点如下:
图1 搅拌摩擦焊示意图 焊接时,欲搭接或者对接的工件相对放置在垫板上,为了防止在施焊时工件被搅拌头推开,应加以约束。施焊工具主要是搅拌头。焊接时旋转的搅拌头缓缓进入焊缝,在与工件表面接触时通过摩擦生热使得该处金属软化,在顶压力的作用下,指棒进入到工件内部,在高速旋转下使得搅拌头周围的一层金属塑性化。同时,在肩轴端面的包拢下搅拌头沿焊接方向移动形成焊缝。焊缝的深度由指棒的插入深度决定。在焊接过程中主要的产热体是指棒和轴肩。在焊接薄板时,轴肩和工件的摩擦是主要的热量来源。
作为一种固相连接手段,搅拌摩擦焊除了可以焊接用普通熔焊方法难以焊接的材料外(例如可以实现用熔焊难以保证质量的裂纹敏感性强的7000、2000系列铝合金的高质量连接),FSW还具有以下优点:
温度低,所以变形小(即使是长焊缝也是如此);
接头机械性能好(包括疲劳、拉伸、弯曲),不产生类似熔焊接头的铸造组织缺陷,并且其组织由于塑性流动而细化。
与其它焊接方法相比,焊接变形小,调整、返修频率低,某航空发动机FSW的缺陷发生率低,传统熔焊时每焊接8.4m,产生一个缺陷,而FSW时在焊接长度为76.2m时,才仅出现一个缺陷。由此可以使成本降低60%。
焊前及焊后处理简单,焊接过程中的摩擦和搅拌可以有效去除焊件表面氧化膜及附着杂质。而且焊接过程中不需要保护气体、焊条及焊料。
能够进行全位置的焊接;
适应性好,效率高;
操作简单;
焊接过程中无烟尘、辐射、飞溅、噪音及弧光等有害物质产生,是一种环保型工艺方法。
尤其值得指出的是,搅拌摩擦焊所具有适合于自动化和机器人操作的优点,诸如:不需要填丝、保护气(对于铝合金)、可以允许有薄的氧化膜、对于批量生产,不需要进行打磨、刮擦之类的表面处理非损耗的工具头、一个典型的工具头就可以用来焊接6000系列的铝合金达1000米等。(end)
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文章内容仅供参考
(投稿)
(3/11/2005) |
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