几种新型搅拌摩擦焊技术

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1、论坛FORUM几种新型搅拌摩擦焊技术NewTypesofFrictionStirWeldingTechnology大连交通大学韩文妥许鸿吉北京航空制造工程研究所李光董春林栾国红经过多年的发展和实践，新型的搅拌摩擦焊技术层出不穷，涉及领域广泛，其中最具代表性和创新性的新型搅拌摩擦焊技术有：双轴肩自适应搅拌摩擦焊技术、复合热源搅拌摩擦焊接技术、动态控制低应力无变形搅拌摩擦焊技术和双头搅拌摩擦焊技术。相连接技术，已经在造船、航空航天、个工件在垂直板件方向所受合力为轨道交通等领域获得了广泛的应零。由于SRPT采用了两个轴肩的用。但是在一些特殊的加工过程中模式，提高了焊缝背部的

2、热输入，可需要搅拌摩擦焊设备提供较大的焊以预防和降低焊缝背部缺陷。接力，同时要求在焊接过程中对待焊与常规FSW相比，SRPT有两韩文妥零件进行严格装夹（包括背部的刚性个独立控制的轴肩；常规FSW焊大连交通大学与北京航空制造工程研究所联合培养硕士研究生。从事支撑），这给某些特殊结构形式下实件背面需要配套的刚性支撑垫板，搅拌摩擦焊方面的研究。参与项目：施FSW造成了困难，如大直径火箭而SRPT焊件背面则不需要；常规“十一五”重点项目“新型精密焊接技术贮箱环缝结构的焊接等。而双轴肩FSW被焊工件需要严格的装夹，焊与装备研究”；航空基金重点项目“搅自适应搅拌摩擦焊（Self-

3、Reacting件需要被垂直及侧向压紧，而SRPT拌摩擦焊应力与变形规律研究”、“飞机整体结构件搅拌摩擦焊综合强度性能PinTool，SRPT）技术成功地解决大大简化了装夹机构；常规FSW焊基础研究”等。了上述问题。缝背部常常是整个焊件的薄弱环节，1原理SRPT由于下轴肩的产热减小了从搅拌摩擦焊技术自1991年问世双轴肩自适应搅拌摩擦焊是通焊缝表面到背部的温度梯度，降低了以来就倍受业界瞩目，特别是1996过上下轴肩夹持作用加紧工件，下轴焊缝的热损耗，提高了热效率，因此年搅拌摩擦焊被成功应用于宇航结肩代替了常规搅拌摩擦焊的垫板装可以很好地消除焊缝背部未焊透等构件的焊接以

4、后，在制造业掀起了技置。搅拌针与驱动装置及下轴肩相缺陷。[1-3]连，这样既可调节加载载荷又可调整2试验验证与工程应用术研究、发展和推广应用的热潮。[4]下轴肩的位置。且上轴肩与单独的Edwards等成功地应用双轴双轴肩自适应搅拌驱动轴相连，这种上下轴肩单独控制肩自适应搅拌摩擦焊技术对薄板铝摩擦焊技术的方式使得自适应系统得以实现，并合金进行了焊接，试验表明：在薄板搅拌摩擦焊作为一种先进的固且使上下轴肩的顶锻力反向相等，整焊接领域此技术可以实现1.8mm及48航空制造技术·2008年第21期WeldingTechnologyforAerospaceIndustry航空航

5、天焊接技术更薄的铝合金型材的焊接；焊接速摩擦焊技术在焊接过程中采用高能光与摩擦焊接参数的组合参数；对度可以达到1m/min以上；对2mm激光束预热搅拌头前方待焊接试件。LAFSW的焊接变形进行测量和控厚Al6061铝合金的试验表明，焊缝试件在激光的作用下受热变软，在制等。强度系数可达88%，而且强度系数还随激光跟进的搅拌头旋转、摩擦、锻2以等离子弧为辅助热源的复合搅可以进一步提高。压作用下最终形成牢固的接头。G.拌摩擦焊技术[5]TWI的研究表明：双轴肩技Kohn等人发现通过对激光能量及以等离子弧为辅助热源的复合术可以在较低的轴向顶锻力下焊接作用区域的控制，可以准确控

6、制焊接搅拌摩擦焊原理与LAFSW原理类25mm厚的铝板；此项技术可以提供热输入的大小和工件预热区域的范似，只是预热能量的来源不同。焊接完全焊透的焊缝，不会出现未焊透和围，避免了搅拌头和夹持装置受到激时，搅拌头在电机驱动下高速旋转并其他根部缺陷。光热能的影响。沿待焊工件的对接面压入待焊工件，由于LAFSW采用激光预热搅当搅拌头的轴肩与待焊工件紧密接复合热源搅拌摩擦焊技术拌摩擦焊跟进焊接的新型模式，使搅触后，搅拌头沿对接面向前移动实现复合焊接是指为了满足材料加拌头前方工件在搅拌头到达要焊部焊接，焊接区域在搅拌头产生的摩擦工的要求，将2种或2种以上单一焊位前事先软化，减少了

7、搅拌工具进给热与等离子弧产生的辅助热量共同接方法集于一体，取长补短，从而形和旋转的阻力，减小了工件的受力，作用下发生塑化，最终在搅拌头后部成新的、更为先进的焊接方法。由于同时可以提高焊接速度。所以这种形成焊缝。　搅拌摩擦焊过程中，焊接热能主要是模式不但可以减小搅拌头的损耗，也此项技术由于采用了高能辅助搅拌头与工件间的摩擦产热及塑性可以简化工件夹持机构或降低工件热源等离子弧与搅拌摩擦焊复合的变形产热，其特殊的产热方式决定了夹持所需的装卡力，提高焊接效率。方式，大大拓宽了搅拌摩擦焊的适用[8]在焊接高熔点、大厚度合金时焊接速G.Kohn等人对4mm厚的范