搅拌摩擦焊_江西三虹重工有限公司图_不同金属搅拌摩擦焊

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搅拌摩擦焊原理 搅拌摩擦焊的英文是Friction Stir Welding 缩写为FSW，于1991年由英国焊接研究所（TWI）发明的。它是利用间接摩擦热实现板材的连接。这种方法打破了原来摩擦焊只限于圆形断面材料焊接的概念，是上个世纪末本世纪初的铝及其合金的焊接技术。自从搅拌摩擦焊发明以来，搅拌摩擦焊技术在突然兴起，得到广泛的关注和深入的研究，并向生产适用化发展，特别是针对铝合金材料，世界范围的研究机构、学校以及大公司都对此进行了深入细致的研究和应用开发，并且在诸多制造工业领域得到了成功应用。 本文详细介绍了搅拌摩擦焊原理、特点，并且针对铝及其合金的搅拌摩擦焊的工艺及应用作了详细的阐述。 搅拌摩擦焊的混合行为 图 5 示出的是异种材料的搅拌摩擦焊 Al6061和 Al2024 铝合金搭接接头的横截面金相图 (其中黑色部分为 Al2024 铝合金材料) 。 从图 5 中位置 A 和位置 B ,可以明显地观察到 ,无论在焊缝的前进面还是回转面 ,都存在非常精细的 Al6061 和 Al2024 铝合金的薄层间混结构。 然而 ,在搅拌头肩台的正下方区域 ,如图 6 中的位置 C 处 ,却没有观察到明显的Al6061 铝合金和 Al2024 铝合金的薄层间混结构。另外在 Al6061 和 Al2024 铝合金的薄层间混结构中的相互界面位置存在可以忽略的化学混合和热扩散混 合。 这 样 的 类 似 结 果 , 在 Al6082/ Al5083 和Al 2024/ Al6061异种材料的对接搅拌摩擦焊试验中也 得 到 了 证 实[8 ] 。 Murr 等[9 ,10 ] 在 Al 6061/ Cu、Al 6061/ Cu、Al 2 024/ Al 6061、Al 2024/ Al 1100 和 Al2024/ Al 7039 异种材料搅拌摩擦焊试验中得到的螺旋以及涡旋间混结构进行了仔细分析 ,认为材料的屈服强度上的差别影响了材料的动态再结晶 ,从而造成了异种材料薄层结构间的超塑性流变 ,而且所有的层状混合出现的温度都小于 0. 7 Tm ( Tm 是铝合金母材的熔点) 。 摩擦焊原理 在压力作用下，被焊界面通过相对运动进行摩擦时，机械能转变为热能，所产生的摩擦加热功率与摩擦因数，摩擦压力，摩擦相对运动速度几个因数成正比关系； 对于给定的材料，在足够的摩擦压力和足够的运动速度条件下，被焊材质温度不断上升，伴随着摩擦过程的进行，工件亦产生一定的变形量，在适当的时刻，停止工作间的相对运动，同时施加较大的顶锻力并维持一定的时间（称为维持时间），即可实现材质间的固相连接。连接驱动摩擦焊过程可分为6个阶段： 1.初始摩擦阶段 2.不稳定摩擦阶段 3.稳定摩擦阶段 4.停车阶段 5.纯顶锻阶段 6.顶锻维持阶段