微搅拌摩擦焊

缝合坯料是由一些比较小的平板间连接而成，然后加工成需要的形状。采用缝合坯料主要是为了满足2 个方面的要求是提高汉年年身局部的强度第二是从减轻整车重量的角度考虑，不能因为局部需要高Q度、就加强整个零件的制造厚度。所以，缝合坯料采用的是局部加厚方式。另外，采用缝合坯料可以减少汽车制造中模具的数量。因为使用小的平板件可以连接成各种形状，所以不用为各种形状的缓合坯料制造不同的模具。 既满足了强度要求又不大量增加整车重量，所以铝合金缝合坯料被汽车结构设计采用，福特汽车公司P2000型概念车尾部的内支撑件如图6所示13。但是同其他铝质零件焊接一样，采用熔焊方法焊接缝合坯料存在着许多不足，并且为了避免熔焊中可能会出现的缺陷，需要采取各种辅助措施。比如为了降低氢气孔的产生率、要求待焊零件清洁干燥为了降低焊接难度，也为了防止夹渣，需要在焊前清理氧化膜；并且为了防止焊接过程中的焊缝氧化，需要使用保护气。激光焊在缝合坯料焊接中被大量使用，但是采用激光焊焊接铝质缝合坯料，不有上述熔焊中的共性问题，并且铝合金对光的反射能力很强，从而会降低激光焊接热效率。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。微搅拌摩擦焊

近些年来，高速铁路在我国发展速度较快，高速列车的制造技术也得到了大力发展，列车车体的制造材料实现了从碳钢到不锈钢、铝合金的转变。 6000系铝合金具有中等强度、优异的成形性和耐蚀性，是目前铝合金车体应用量ZUI大的铝合金，然而， 使用熔化焊方法焊接铝合金，易出现气孔、焊接热 裂纹及软化等焊接缺陷；搅拌摩擦焊与传统熔焊法相比，具有焊接接头外观平整、性能优良、焊后残余应力和变形小，无烟尘、无辐射，不需焊丝、 不需气体保护、节能等优点申，人们在FSW研究和实际应用中已经发现，尽管这种方法本身可以获得高质量的接头，但是焊接工艺参数选取不当会产生焊接缺陷，使接头质量的下降，在这种情况下，实现接头质量的控制和预测是FSW的工业化应用亟待解决的问题。微搅拌摩擦焊为汽车、轨道客车、通讯电子等领域提供了技术的成果转化和产业化推广。

铝合金材料的搅拌摩擦焊 搅拌摩擦焊几乎可以焊接所有系列的铝合金材料，其中包括以前传统焊接方法认为“不可焊接”的沉淀强化高Q铝合金材料；对于异种材料的连接，搅拌摩擦焊也具有较大的优越性，如搅拌摩擦焊不可以实现2024/6061 以及2024/7075 等不同牌号铝合金材料的焊接、还可以实现铜合金和铝合金等不同种材料的焊接。 经过多年研究，目前搅拌摩擦焊可以焊接厚度为1~150mm的铝合金材料（图2所示为单道焊接的20mm厚的搅拌摩擦焊接头），焊接速度从5mm/s到8000mm/min。 除铝合金外，搅拌摩擦焊在铜合金、镁合金、锌合金、铅合金上的开发应用也取得很大进展；国外资料介绍了铜合金、钛合金结构件和铝基复合材料的搅拌摩擦焊研究也很成功；另外异种材料的搅拌摩擦焊连接，如铝合金与镁合金、铝合金与铜合金等已经取得了成功应用。

搅拌摩擦焊研究 基于搅拌摩擦焊技术的优越性和在飞机制造系统中的潜在应用。国际上的飞视制造商在得到英国得接研究所专利许可和技术支持的基础上，相互合作，共同研究，积极探索搅拌摩擦焊技术在飞机制造系统中的各种应用，开展了多个有关搅拌摩擦焊的研究项目和课题。 欧洲航空工业公司在几年前就开展了两项重要的有关搅拌摩擦焊的研究，来深入了解搅拌摩擦焊技术在飞机上应用的潜在可能性，其中一项主要研究焊接过程中的技术问题；另外一项研究飞犹犹身要求的板件制造过程中的结构试验技术；除此以外还有国际间的项目，完成通用技术研究。搅拌摩擦焊在商用飞机主要承力结构件上的应用将取决于这些项目的研究结果，同时需要大量的研究数据来证明这项新型连接技术在飞机应用上的安全性和可靠性。薄板材料的主要研究目标是进一步了解搅拌摩擦焊接头的机械性能和耐腐蚀性能，其中包括同种和异种材料的焊接性及特征，机械和耐腐蚀性能测试，残余应力和腐蚀影响的Z小化，搅拌萃擦焊接头的无损检测，修理技术和设计标准化。经过此项目的研究，可以为飞机机身和机翼等框架结构搅拌摩擦焊是一种新型的连接技术，为工业制造领域轻合金结构件的连接翻开了崭新的一页。

搅拌摩擦焊接技术相比于其他焊接技术有什么优势？首先，搅拌摩擦焊接技术是一种绿色环保的焊接技术，在焊接过程中不产生烟尘、不发光、无飞溅、能耗小。其次，搅拌摩擦焊接技术可以焊接其他焊接技术难以焊接的全系列牌号铝合金，是铝合金焊接的一种技术。再次，搅拌摩擦焊接技术是一种固相焊接技术，焊缝无需开坡口，焊接过程中产热量小于母材熔点，在工装夹具的辅助下，能有效控制被焊材料的热变形；在正确的焊接参数区间内，焊缝无热裂纹、孔洞、夹渣、气泡等缺陷，且通过搅拌工具（搅拌头）的锻压，焊缝强度远高于其他焊接技术所产生的焊缝。，搅拌摩擦焊接技术是以机床为载体来实现焊接的，自动化程度高，焊接效率高，产品焊后一致性好。为中国汽车轻量化产业作出了重要的贡献。微搅拌摩擦焊

未来轻量化是趋势搅拌摩擦焊解决轻合金焊接技术难题！微搅拌摩擦焊

一般汽车零部件的FSW焊接 一些典型汽车零件的焊接如图8所示。随着汽车平均用铝量的增大，以及铝制汽车零件的增多，搅拌摩擦焊在汽车工业会得到越来越的应用。如∶发动机和底盘支架、油箱、公共汽车和机场用车辆、汽车篷盖、液压成型管接头、轮箍、摩托车和自行车车架、坯料缝合、空间结构，连接挤压成型管与铸造节点、卡车车体、带有关节的吊车/人员通道、罐车、卡车的起重机构、起重机车、铝合金材质汽车的维修、装甲车、镁或镁/铝焊接。 a 缓冲器的FSW焊接 搅拌摩擦焊焊接过程中需要施加一定的压紧力，尤其是工件厚度、材料不同，需要的机床结构刚度不同，主轴驱动力矩也不同，所以需要根据工件尺寸的厚度、大小、形状等选择不同结构形式的的搅拌摩擦焊设备。微搅拌摩擦焊

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