搅拌摩擦焊技术

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    搅拌摩擦焊技术  
    搅拌摩擦焊(FSW)是英国焊接研究所(TWI)于1991年发明了一种新型的固相连接方法，自从搅拌摩擦焊发明以来，引起了世界范围的广泛关注。现在已经有很多公司应用这项技术进行实际工业生产，尤其是用来焊接铝合金。FSW基本原理和特点:  
    1.搅拌摩擦焊的焊接工艺与应用研究  
    2014(LD10)铝合金焊接工艺和技术 
    成功实现了8mm厚2014-T6铝合金的搅拌摩擦焊接。与传统熔化焊（接头强度约为母材50％左右）相比，接头强度大大提高，可达360MPa，为母材的78％。2014-T6铝合金FSW接头与其他大部分铝合金及镁合金FSW接头一样，同样由4部分不同的区域构成：焊核区和轴肩挤压区发生了动态再结晶，形成了细小的等轴晶组织；热机影响区在搅拌针机械挤压和热循环的双重作用下发生了较大程度的变形；热影响区仅受热循环的作用，组织稍微有粗化现象。 
    镁合金的焊接工艺 
    镁合金可以采用搅拌摩擦焊方法进行焊接； 
    通过调整焊接参数(焊接速度、搅拌头旋转速度)，可以得到高性能的焊接接头， 接头的拉伸强度可达到母材的90%以上。
    钛合金的搅拌摩擦焊接   
    铜合金的搅拌摩擦焊接   
    低碳钢的搅拌摩擦焊接   
    2.搅拌摩擦焊中搅拌头的优化设计  
    搅拌头的结构设计是搅拌摩擦焊的关键技术。它直接影响到焊缝塑性金属的流体流动并决定了焊缝性能。目前的研究包括各种搅拌头对焊接接头微观组织和力学性能的影响，以及搅拌头对焊缝金属流体流动的影响方面的研究。  
    3.搅拌摩擦焊作用机理的研究   
    在搅拌摩擦焊接过程中，焊缝塑性材料的流动直接关系到焊缝组织的形成，对焊缝性能具有重要的影响。搅拌头、焊接速度、旋转速度等焊接参数，直接影响到焊缝金属的塑性流动，从而决定了焊核区、热机影响区、热影响区的大小和性能。若想揭示搅拌摩擦焊接头组织形成的机理，必须要深刻理解焊缝金属的塑性流变。  
    FSW过程数值模拟。利用Fluent软件，建立二维和三维的FSW过程模型，对FSW过程中焊缝金属的塑性流动进行研究。  
    4. 搅拌摩擦焊点焊的研究  
    针对铝合金等低熔点材料，搅拌摩擦焊点焊比电阻电焊节能99%，在低熔点、低电阻率材料的点焊上具有重要的应用前景。  
    主要进行了薄壁和中等厚度镁合金、铝合金的搅拌摩擦焊点焊焊接工艺、搅拌头设计等方面的研究。
    5. 搅拌摩擦焊补焊和加工的研究  
    采用搅拌摩擦焊接，可以消除采用传统熔焊方法产生的缺陷焊缝。实验室针对采用MIG、TIG焊接铝合金产生的气孔和裂纹缺陷焊缝，采用FSW技术进行了研究，消除了焊接缺陷，研究内容包括搅拌摩擦补焊工艺、搅拌头的设计等。