揭阳铝合金搅拌摩擦焊解决方案

搅拌摩擦焊接技术在电力行业应用：中国搅拌摩擦焊中心与电子科技联合研制开发6063、LD10和LF5等铝合金散热器的搅拌摩擦焊接工艺，该散热器用作某型号控制电路板外接液冷散热，以保证电子元器件正常的工作温度。 它传统的焊接工艺是将盖板与底座用钎焊方法进行连接，形成蛇形液流通道空腔，电路板置于其上，工作过程中通入循环冷却液进行散热。但是，复杂的盖板与槽之间形成了复杂的配合效果，整条焊缝的配合间隙极不一致，采用钎焊很难保证复杂的蛇形曲线焊缝得到一致的连接深度和强度、容易出现多种难以避免的焊接缺陷。前期生产中发现，零件表面加工掉lmm左右的余量之后，打压试验中出现了多处的渗漏；而且部分钎料渗流到液流通道中影响流量，并污染冷却液。经研究课题组决定尝试采用搅拌摩擦焊接方法进行焊接。 采用搅拌摩擦焊接专yong设备及其焊接的两件蛇形盖板铝合金散热器，焊后表面加工掉1mm后打压4MPa持续20分钟无渗漏，超过2MPa持续15分钟无渗漏的设计要求。且通过理论计算。但对15mm宽带板内水道结构，1mm的FSW有效焊接深度就可以承受10MPa以上的内压力。为电力电子、轨道交通、船舶等领域提供了技术的成果转化和产业化推广。揭阳铝合金搅拌摩擦焊解决方案

大型挤压成型件的FSW拼接 汽车工业中一般可接受大直径为200~300mm的挤压成型件。随着挤压成型件尺寸加大、单位重量的成本也增加，所以直接制造大型挤压成形件从成本上形是很难为汽车制造商接受，并且随着挤压成形件尺寸变大，制造误差也变大，所以直接制造大型的挤压成形件在使用上也是不能满足要求。 目前，无论是从成本上，还是从使用上考虑，采用搅拌摩擦焊技术把小型挤压成形件制造成满足使用要求的大型挤压成形件，是当前汽车制造商的S选制造方法，其中，美国Tower汽车公司已经采用搅拌摩擦焊技术2块小型的挤压成形件拼接成汽车用的悬挂连接臂。 考虑到零件尺寸（尤其是焊缝尺寸）与经济效益密切相关的焊接速度以及该工艺所需要的工作压力，制造该零件需要用搅拌摩擦焊设备。由于挤压成形工艺节省了大量成本，并且焊接过程中没有其他消耗，所以采用搅拌摩擦焊后的总的经济效益取决于设备投资以及焊接效率。揭阳铝合金搅拌摩擦焊解决方案机械化自动焊可以减少对人工的依赖，加快生产效率，降低产品单个成本。

根据疫劳S-N曲线试验结果，对5A06 铝合金搅拌摩擦焊（FSW）和MIG焊接接头的疲劳性能进行了初步比较，分析讨论了搅拌摩擦焊过程中所产生的焊接缺陷对其疲劳性能的影响。 结果表明，在焊态下由于焊接接头几何形状等的影响，FSW的疲劳强度明显高于MIG焊接接头对FSW焊缝根部的“吻接”缺陷（kissing-bonds）是降低FSW焊接接头疲劳寿命的主要因素，旋转搅拌工具在焊缝表面形成的多余飞边将对疲劳行为产生明显影响。 搅拌摩擦焊（friction stir welding-FSW）接头的抗疲劳断裂特性是评定其构件使用性能的重要指标之一，近年来在国外有关FSW疲劳行为的研究已有报道，如FSW工艺参数如搅拌头旋转速度、移动速度对接头疲劳S-N曲线的影响；FSW接头中可能出现的缺陷类型及形式如未焊透、根部“吻接”缺陷（kissing-bonds）、焊缝熔核中“洋葱皮”锻造类（onion-skin forging ype）缺陷等对接头疲劳裂纹启始寿命的影响以及残余应力对疲劳裂纹扩展行为及门槛值的影响等。

试验采用Al-Mg系列5A06铝合金制备对接接头试样，该铝合金具有较高的强度和较好的焊接性。 对MIG焊和FSW试样，首先用两块大平板对接施焊，然后用线切割将对接板件切割为具体试样。 试验表明，MIG焊试样我劳断裂发生在焊缝中心的试样，其疲劳裂纹萌生在气孔缺陷部位。其它试样尽管存在一定气孔缺陷，但由于其应力集中相对较低，对疲劳行为影响不明显，而焊趾部位和在此处的微缺陷是导致疲劳断裂的主要因素。 另外，虽然采用局部点固和双面对称焊接措施控制焊接变形，但所有试样均出现了3.1°~4.8°的角变形。在疲劳拉伸载荷作用下，焊接角变形将产生附加的弯矩作用，并增加焊趾局部的应力集中，从而进一步降低MIG焊接接头疲劳强度。 对焊态FSW对接接头，在搅拌摩擦焊接过程中，搅拌工具肩部要与被焊试板紧密压在一起，工具肩部的搅拌头插入板件对接线处，为保证工具肩部与工件的紧密结合，搅拌头的长度应稍小于焊接板的厚度。 搅拌摩擦焊试样的疲劳强度明显高于MIG焊试样的疲劳强度，FSW的S-N曲线比MIG焊的变化更为平缓。广州地铁3号线城轨车辆的车体就大量使用了搅拌摩擦焊。

节能环保是汽车制造业的大势所趋，解决汽车高排放ZUI 直观的方式是车身轻量化。铝作为地球上含量ZUI多的金属材料，其密度为铁的1/3.虽然纯铝的强度很低，但是随着强度足以和普通钢材相媲美的铝、铜、铝镁及铝硅等铝合金材料的不断开发，铝被认为是未来车身的重要材料。但另一 方面，铝很活泼，在特定条件下甚至能在空气中燃烧。在大气环境下，铝和铝合金表面始终有一层致密的氧化膜，加 铝/铝合金优良的导热性，使得铝和铝合金的焊接尤为困难。 而且，在铝/铝合金爆化焊过程中，由于大的热输入量，使得热应变非常严重。这些都限制了铝和铝合金的应用。搅拌摩擦焊是一种在机械力和摩擦热共同作用下的固相连接方法，正好避免了铝合金的以上问题，现在已经被应用到新能源汽车等轻量化需求的焊接。搅拌摩擦焊已经在船舶铝合金预成形壁板结构件上得到成功应用。揭阳铝合金搅拌摩擦焊解决方案

搅拌摩擦焊接技术已经G泛的应用于汽车工业领域。揭阳铝合金搅拌摩擦焊解决方案

汽车车圈的搅拌摩擦焊制造： 挪威发明了一种采用搅拌摩擦焊技术制造汽车车圈的新技术，并被Fym公司成功用于剪服零件的制造，为将铸造或锻造的中心零件与锻铝制造的辐条焊接起来，该公司设计了2种接头形式对接接头和搭接接头，每个轮子含有2条平行的搅拌摩擦焊缝，并将中心零件设计为分支形式，以获得良好的载荷传递性能并减轻重量。 澳大利亚的西蒙斯公司利用搅拌摩擦焊发明了一种制造轧制的6061-0车轮辐条的新技术。首先制造一个预成型圆柱件，把它切成单个辐条形式，然后采用FSW技术焊成所需要的牺条形状，后按T6状态对其进行热处理。 制造轻合金车轮辐条，密歇根的Hayes Lemmer认为应在采用FSW技术焊接前，将焊缝根部区域的端面设计为斜面，以获得完全穿透的焊缝11。另外，平面端部可以做成一些特殊的形状，以利于FSW焊接中轴肩与工件接触，FSW焊接后，可以有意地对这些轻合金车轮辐条做一些旋转和轧制操作、以获得等厚度的辐条。揭阳铝合金搅拌摩擦焊解决方案

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