6061铝合金双轴肩搅拌摩擦焊接扭矩特征陈书锦，曹福俊，刘彬，胡晓晴*(江苏科技大学材料科学与工程学院，镇江212003)摘要：为了揭示6061铝合金BTFSW过程中焊接扭矩的特征，对扭矩进行了检测，分析了扭矩信号的频谱特征、扭矩峰值的变化特点、扭矩振荡与焊缝表面成形的关系.研究表明扭矩具有周期性，主要频率接近于2倍主轴旋转频率值，频差的存在说明了焊接区域存在搅拌头与不同速率的金属流之间挤压摩擦的叠加行为；当接触点温度小于500℃时，扭矩峰值随着焊接速度的提高而变大，随着旋转速度的提高而变小；正常较小的扭矩振荡不影响表面成形，但当接触点温度大于550℃、上下轴肩间距过小或焊接速度过小或旋转速度过大等时，扭矩易发生异常振荡.对进一步揭示深入研究BTFSW焊接机理、搅拌头三维受力特征及其与焊接参数、焊接质量的关系有着重要的推动意义.关键词：双轴肩搅拌摩擦焊；焊接扭矩；频谱分析；焊缝表面中图分类号：TG402文献标识码：A文章编号：0253-360X(2016)08-0050-050序言双轴肩搅拌摩擦焊接(bobbintoolfrictionstirwelding,BTFSW)[1]是近几年发展起来的一种新型固相焊接方法，与传统搅拌摩擦焊(frictionstirwelding,FSW)相比。搅拌摩擦焊接可以改善传统焊接的焊接缺陷。山东搅拌摩擦焊论文
通常这个匙孔可以切除掉，也可以用其它焊接方法封焊住。针对匙孔问题，已有伸缩式搅拌头研发成功，焊后不会留下焊接匙孔。关于在搅拌摩擦过程中界面原子的运动仍处于研究阶段。搅拌摩擦焊优点编辑搅拌摩擦焊的主要优点如下：(1)焊接接头热影响区显微组织变化小．残余应力比较低，焊接工件不易变形；(2)能一次完成较长焊缝、大截面、不同位置的焊接．接头高：(3)操作过程方便实现机械化、自动化，设备简单，能耗低，功效高，对作业环境要求低：(4)无需添加焊丝，焊铝合金时不需焊前除氧化膜，不需要保护气体，成本低；(5)可焊热裂纹敏感的材料，适合异种材料焊接：(6)焊接过程安全、无污染、无烟尘、无辐射等。搅拌摩擦焊缺点编辑搅拌摩擦焊也存在一定的缺点：（1）焊接工件必须刚性固定，反面应有底板；（2）焊接结束搅拌探头提出工件时，焊缝端头形成一个键孔，并且难以对焊缝进行修补；（3）工具设计、过程参数和机械性能数据只在有限的合金范围内可得；（4）在某种情况下，如特殊领域中要考虑腐蚀性能、残余应力和变形时，性能需进一步提高才可实际应用；（5）对板材进行单道连接时，焊速不是很高；（6）搅拌头的磨损消耗太快等。江苏轴搅拌摩擦焊搅拌摩擦焊主要参数：拌针的尺寸（包括轴肩长度，针的长度和半径与板材的匹配性），焊速，转速倾角。
由于搅拌摩擦焊在整个生产过程之中的热输入相对于熔焊过程来说小得多，接头部位不会存在任何金属的熔化是一种固态焊接的过程。在合金中保持着母材的冶金性能，可以直接用来焊接金属及其复合材料以及快速凝固材料，同时又不会产生任何不良反应而且它的优势特点的确是非常明显的。
***，搅拌摩擦焊的焊接接头热影响区变化组织更小，残余应力也比较低，焊接出来的工件不容易发生变形。这样就能更好地保证产品的质量不会受到外界一些不明因素的干扰和影响。
第二，搅拌摩擦焊油与效率比较高，所以它能够在很短的时间之内一次性完成比较长的焊缝、大截面以及不同位置的焊接。
第三，在整个焊接过程中不用再添加任何的材料，也不需要任何的保护器体，这样就能够快速稳定的降低成本。
第四，整个焊接过程已经达到了很高的安全度。这样的安全度一直以来都是整个工业生产过程非常强调的一方面。同时，我们还必须更加明确地了解一下这样的一种搅拌摩擦焊能够完全达到无污染，无烟尘不会产生任何辐射的特点。所以说我们运用这样一种工具，才能真正达到绿色高效率的生产模式。
本发明具有如下优点：本发明通过改进在此提供一种具有铝层排开功能的搅拌摩擦焊，与同类型设备相比，具有如下改进：优点1：本发明所述一种具有铝层排开功能的搅拌摩擦焊，通过设置了铆钉，刃口优先碰触外部铝层并将其刮动，二者在高的热量下发生融合，融合后结构稳定，使得铝层能够被充分排开，解决了铝层很难被排开的问题。优点2：本发明所述一种具有铝层排开功能的搅拌摩擦焊，通过设置了铆钉前端的刃口，能够很好的将铝层排开，增加了融合面的面积和接触面的铝屑杂质，使得接触融合后结构和强度更大，更稳定。附图说明图1是本发明的结构示意图；图2是本发明的主视结构示意图；图3是本发明的铆钉结构示意图。其中：铝板-1、硼钢板-2、压边圈-3、帽头-4、主轴-5、铆钉-6。具体实施方式下面将结合附图1-3对本发明进行详细说明，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例**是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本发明通过改进在此提供一种具有铝层排开功能的搅拌摩擦焊，包括包括铝板帽头1帽头。原则上，搅拌摩擦焊可进行多种位置焊接。
针和/或轴肩），焊接过程始终能实现所希望的载荷。侧面负载和扭矩的控制是负载控制的变体。控制器使用这些参数进行必要的校正，以保持所需的负载或扭矩曲线。3.提供必要的控制以支持焊接类型控制器需要能够提供支持将要进行的焊接模式（或者说固定针、可调整针、自回抽针）的控制类型。如果要求，这些焊接模式可以在位置和/或载荷控制下进行。4.监控工艺和系统反馈控制器需要能够监控和显示工业和系统反馈，一旦任何参数移出所定义的范围，要能采取合适的措施。5.执行数据收集关键工艺参数的数据获取和机器变量提供了一种评价系统已经完成焊缝的方法。可以进行焊接后分析，以确保这些参数和变量已经保持在作为质量保证测量的预定范围内。FSW的闭环控制对于那些可能并不理解闭环控制的人，图、外PID控制环的简单的单轴系统的控制器框图。外控制环采用程序指令（比如位置或载荷）和轴反馈，并将二者求和，以得出一个偏差。这个偏差按照外控制环PID（见图）功能纠正，然后输出到内环伺服控制器。内控制环为液压伺服阀或电机提供低水平的控制，通常会比外控制环运行更快。内控制环与外控制环相似，它将发送自外控制环的指令与正在被控装置的反馈求和（比如电机偏码器）。再次。搅拌摩擦焊接铝合金轮毂的焊接。温州搅拌摩擦焊参数
搅拌摩擦焊接铜铝异种材料焊接减少铜的使用。山东搅拌摩擦焊论文
表明焊缝内的高密度位错在拉伸时对微裂纹扩展起到了***的阻碍作用．图6接头拉伸测试结果Tensiletestresultsofjoints从力学性能测试结果可以看出，采用新型零减薄FSW工艺方法不*能够获得质量的焊缝成形，与此同时还能获得优异的接头力学性能，再次证明了文中方法的独特技术优势．3结论(1)成功开发了一种基于轴肩零压入量的新型零减薄FSW工艺，能够从根本上彻底消除FSW焊缝减薄现象．焊接成本低、效率高、可操作性强，***促进了FSW技术在高质量精确焊接制造领域的应用．(2)在所研究的新型零减薄FSW工艺中，轴肩压入量为零，轴肩对被焊材料所施加的热机作用减弱，导致焊缝在厚度方向上显示出更为均匀的微观组织和力学性能分布特征．(3)零减薄FSW接头的**大抗拉强度达到了母材的97%，**大断后伸长率达到了母材的100%．无缺陷接头在拉伸时断在了焊缝前进侧的热影响区，断口表面与焊缝表面近乎呈45°角．参考文献：[1]汪洪峰,左敦稳,黎向锋,等.能降低焊缝减薄厚度的搅拌摩擦焊用组合式搅拌头:中国,[P].2010-03-09.[2][P].2006-11-29.[3]黄永宪,韩冰,吕世雄,等.能够消除焊缝减薄的带状焊丝随焊送入搅拌摩擦焊方法:中国,[P].2013-04-12.[4]任香会,辜纯民,超敏。山东搅拌摩擦焊论文
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