秘術(shù)之雙軸肩攪拌摩擦焊

遠(yuǎn)祥

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    攪拌摩擦焊接作為一種新型固相連接方法，有效地克服了鋁合金熔化焊接頭的氣孔、裂紋等缺陷，且具有接頭殘余應(yīng)力和變形小、環(huán)保無污染等優(yōu)點(diǎn)，雙軸肩攪拌摩擦焊，作為常規(guī)攪拌摩擦焊的補(bǔ)充，有效解決了常規(guī)攪拌摩擦焊頂鍛力大、背部未焊透及根部缺陷等問題。
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    雙軸肩攪拌摩擦焊技術(shù)自其發(fā)明以來，得到了國內(nèi)外的廣泛關(guān)注，此焊接技術(shù)在船舶帶筋板、列車空調(diào)板、火箭燃料貯箱、飛機(jī)壁板等制造領(lǐng)域具有很強(qiáng)的應(yīng)用背景。下面我們來了解一下雙軸肩攪拌摩擦焊技術(shù)！

  1、原  理  

   雙軸肩攪拌摩擦焊采用帶有上、下兩個(gè)軸肩的攪拌工具，上軸肩（在試板上方）和下軸肩（在試板下方）通過與試板厚度相當(dāng)?shù)臄嚢栳樝噙B接，焊接過程中上、下軸肩與攪拌針共同旋轉(zhuǎn)并與被焊材料表面相互作用而實(shí)現(xiàn)焊接。

  2、分  類  

    雙軸肩攪拌摩擦焊又稱自支撐攪拌摩擦焊，即采用下軸肩進(jìn)行自支撐，在目前工程化應(yīng)用中，以夾持柄狀態(tài)分類主要分為固定式和浮動式雙軸肩攪拌摩擦焊。固定式雙軸肩攪拌摩擦焊即夾持柄固定不動，但對板厚不均勻的試驗(yàn)件焊接控制要求較高；賽福斯特技術(shù)團(tuán)隊(duì)與英國焊接研究所合作開發(fā)了浮動式雙軸肩攪拌摩擦焊技術(shù)，大大降低了焊接過程中的控制問題。

  3、接頭組織  

    雙軸肩攪拌摩擦焊由上、下軸肩與攪拌針共同旋轉(zhuǎn)并與被焊材料表面相互作用而實(shí)現(xiàn)焊接，因此焊縫分上、下表面。接頭的熱輸入由試樣上、下表面向中心傳遞，熱輸入量均勻，厚度方向熱梯度小。雙軸肩焊縫接頭宏觀形貌呈啞鈴型，上、下表面寬，中間窄，接頭與常規(guī)攪拌摩擦焊一致，也分為母材區(qū)（BM）、熱影響區(qū)（HAZ）、熱力影響區(qū)（TMAZ）及焊核區(qū)(WNZ)。

4、優(yōu)缺點(diǎn)  

雙軸肩攪拌摩擦焊優(yōu)點(diǎn)：

�、� 無需背部剛性墊板支撐；

�、� 避免接頭根部未焊透缺陷；

　③ 雙面摩擦、接頭產(chǎn)熱和受力均勻，應(yīng)力變形��；

�、� 易實(shí)現(xiàn)貯箱結(jié)構(gòu)的環(huán)縫和狹小、空腔等復(fù)雜型面結(jié)構(gòu)的型材的焊接；

　⑤ 曲線或雙曲率的機(jī)身壁板進(jìn)行三維焊接；

　⑥ 焊接無傾角，施焊靈活、易于實(shí)現(xiàn)自動化；

雙軸肩攪拌摩擦焊的缺點(diǎn)：

    雙軸肩焊接的攪拌工具，是一個(gè)共用的攪拌針連接兩個(gè)軸肩，每個(gè)軸肩分別與試件的上、下兩個(gè)表面接觸，下軸肩代替了背部的剛性支撐墊板，降低了焊接過程中的鍛壓力，并且節(jié)省了制造剛性裝置的成本，但對雙軸肩攪拌工具的要求大大提高，雙軸肩攪拌工具的制造更為復(fù)雜，成本更高，不易實(shí)現(xiàn)2mm以下薄板和30mm以上厚板的焊接。

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５、雙軸肩攪拌摩擦焊的應(yīng)用

   目前，波音公司、洛克希德·馬丁公司以及三菱重工等已將雙軸肩攪拌摩擦焊用于火箭貯箱環(huán)縫的焊接，接頭性能與常規(guī)攪拌摩擦焊相近。Soudure機(jī)構(gòu)使用I-STIR 10X成功完成了30mm厚7020鋁合金的雙軸肩攪拌摩擦焊。

國內(nèi)雙軸肩攪拌摩擦焊的新產(chǎn)品，賽福斯特技術(shù)團(tuán)隊(duì)已經(jīng)將此技術(shù)在部分船板鋁合金和列車車體鋁合金結(jié)構(gòu)部件上得到了推廣應(yīng)用。雙軸肩攪拌摩擦焊技術(shù)在輕合金結(jié)構(gòu)件的制造領(lǐng)域具有普遍適用性和廣闊的市場前景。

聯(lián)合艦隊(duì)

以前在杭州見到有人用銑床改造的攪拌摩擦焊，焊接鋁板很好用，焊接鐵力不從心。

遠(yuǎn)祥

|聯(lián)合艦隊(duì)發(fā)表于 08-19 14:36以前在杭州見到有人用銑床改造的攪拌摩擦焊，焊接鋁板很好用，焊接鐵力不從心。

是的，鋁合金更適用于攪拌摩擦焊的工藝。

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我們公司就有兩臺中國航天摩擦焊

深圳晨夕

想請教一下鋁管的焊接 。不知道您做過沒有。