近年来,为了保护环境、节约能源,人们强烈希望汽车、飞机、机车车辆、船舶等运输机械轻量化。为此,积极开发、研制适用于这些运输机械的轻金属材料,例如铝及其铝合金。铝及其铝合金材料由于重量轻、抗腐蚀、易成形等优点;随着新型硬铝、超硬铝等材料的出现,使得这类材料的性能不断提高,因而在航空、航天、高速列车、高速舰船、汽车等工业制造领域得到了越来越***的应用。除了运输机械外,土木建筑、桥梁等领域也引入了铝及其铝合金。这些结构的安装连接主要以焊接为主要连接方式。在铝及其铝合金的焊接中,存在的主要问题之一是由于它的膨胀系数大而在焊接时产生较大的变形。为了防止变形,在施工现场,必须采用胎卡具固定,和由培训过的熟练工人操作。因为铝及其铝合金容易氧化,表面存在一层致密、坚固难熔的氧化膜,所以焊前要求对其表面进行去膜处理;焊接时,要用氩等惰性气体进行保护。铝及铝合金焊接时,易产生气孔、热裂纹等缺陷,也是焊接时必须注意的问题。对于热处理型铝合金来说,必须避免在焊接时热影响区产生软化,强度降低的问题。为了解决铝及铝合金熔化焊时出现的以上问题,开发研制出一种新的固相焊接方法,即搅拌摩擦焊。搅拌摩擦焊加工、搅拌摩擦焊焊接、水冷板搅拌摩擦焊、液冷板搅拌摩擦焊。徐州设备搅拌摩擦焊市场报价
基于ABB重载机器人)成功研制出机器人搅拌摩擦焊接系统。为顺应市场发展需求,公司于2013年7月成立了“机器人搅拌摩擦焊工程中心”。建立了长期战略合作伙伴关系,并于为该公司机器人搅拌摩擦焊系统产品的官方合作伙伴。A集团联合研制出机器人搅拌摩擦焊系统,可以实现复杂3D曲线焊缝零件焊接,为搅拌摩擦焊技术的自动化发展拓宽了道路。技术能力,机器人搅拌摩擦焊接系统基础上不断探索,目前已成功实现了平面二维、空间三维等复杂轨迹的搅拌摩擦焊接,并且采用该系统实现了焊接过程的多模式控制方式,从而可有效地保证焊接过程的稳定性以及焊接接头的质量与变形程度。对于空间三维复杂结构件的搅拌摩擦焊接,其过程受众多因素影响***,这是由于空间轨迹的变化以及轴肩与工件表面之间的接触形式影响了轴向压力,从而导致了焊接过程的不稳定和接头质量的不均匀。机器人搅拌摩擦焊接系统的建成,通过多模式控制方式成功克服了焊接过程的不稳定性,使空间复杂三维曲面结构的焊接得以实现,为促进搅拌摩擦焊接新技术在中国航空航天等制造中的应用奠定了基础。设备特点与功能搅拌摩擦焊机器人采用机器人实现搅拌摩擦焊接,具有诸多优势,如:焊接过程高度自动化,全程无干预。宁波水冷电机搅拌摩擦焊哪个好搅拌摩擦焊接无氧铜的焊接。
选材多为熔焊焊接性较差的2000及7000系列鋁合金材料,而搅拌摩擦焊可以实现这些系列铝合金的质量连接,国外已经在飞机、火箭等宇航飞行器上得到应用。采用搅拌摩擦焊提高了生产效率,降低了生产成本,对航空航天工业来说有着明显的经济效益。波音公司首先在加州的HuntingtonBeach工厂将搅拌摩擦焊应用于DeltaII运载火箭(纵缝,厚度,2014铝合金),该运载火箭于1999年8月17日成功发射升空。2001年4月7日,“火星探索号”发射升空,采用搅拌摩擦焊技术,压力贮箱焊缝接头强度提高了30%,搅拌摩擦焊制造技术***在压力结构件上得到可靠地应用。波音公司在阿拉巴马州的Decatur工厂将搅拌摩擦焊技术用于制造DeltaⅣ运载火箭中心助推器。DeltaⅣ运载火箭贮箱直径为5m,材料改为2219-T87铝合金。到2002年4月为止,搅拌摩擦焊已成功焊接了2100m无缺陷焊缝应用于DeltaII火箭,1200m无缺陷焊缝应用于DeltaIV火箭。采用搅拌摩擦焊节约了60%的成本,制造周期由23天降低为6天。欧洲Fokker宇航公司将搅拌摩擦焊技术用于Ariane5发动机主承力框的制造(图4),承力框的材料为7075-T7351,主体结构由12块整体加工的带翼状加强的平板连接而成,结构制造中用搅拌摩擦焊代替了螺栓连接。
一种新型零减薄搅拌摩擦焊工艺王敏,张会杰,张骁,于涛,杨广新(中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室,沈阳110016)摘要:文中成功开发了一种基于焊具轴肩零压入量的新型零减薄搅拌摩擦焊工艺,能够从根本上彻底消除常规搅拌摩擦焊中出现的焊缝减薄现象.采用这一新型工艺实施焊接,无需对被焊母材进行任何焊前焊后的增材或减材处理,即可低成本、高效率、高质量的实现铝合金的零减薄搅拌摩擦焊接.结果表明,所得零减薄接头的抗拉强度可以达到母材的97%,断后伸长率可以达到母材的100%.由于焊接中轴肩作用被***削弱,这种焊接方法还能有效改善工件厚度方向上的焊缝微观组织和力学性能的分布均匀度.关键词:零减薄;搅拌摩擦焊;焊缝成形;微观组织;力学性能0序言在常规搅拌摩擦焊(frictionstirwelding,FSW)中,焊具轴肩压入量的存在不可避免的会导致所形成焊缝的表面低于母材,即焊缝减薄现象的发生.焊缝减薄既会降低焊接接头的承载能力,又会影响结构件的整体尺寸精度,因此,如何避免焊缝减薄就成为了提高FSW接头质量、拓展FSW技术应用范围的关键技术问题.汪洪峰等人[1]设计了复杂的焊具形式。搅拌摩擦焊接铝合金轮毂的焊接。
欧洲Fokker宇航公司将搅拌摩擦焊技术用于Ariane5发动机主承力框的制造(图4),承力框的材料为7075-T7351,主体结构由12块整体加工的带翼状加强的平板连接而成,结构制造中用搅拌摩擦焊代替了螺栓连接,为零件之间的连接和装配提供了较大的裕度,并可减轻结构重量,提高生产效率。图4欧洲FokkerSpace公司采用FSW制造Ariane5发动机主承力框目前,搅拌摩擦焊在飞机制造领域的开发和应用还处于验证阶段,主要利用FSW实现飞机蒙皮和衍樑、筋条、加强件之间的连接,框架之间的连接、飞机预成型件的安装、飞机壁板和地板的焊接、飞机结构件和蒙皮的在役修理等,这些方面的搅拌摩擦焊制造已经在***和民用飞机上得到验证飞行和部分应用。另外波音公司还成功地实现了飞机起落架舱门复杂曲线的搅拌摩擦焊焊接。美国Eclipse飞机制造公司斥资3亿美元用于搅拌摩擦焊的飞机制造计划,其制造的***架搅拌摩擦焊商用喷气客机(Eclipse500)(图5)于2002年8月在美国进行了首飞测试。搅拌摩擦焊接在液冷散热器生产中的使用,可以避免熔化焊接产生气孔,漏气,漏液等质量问题。衢州水冷电机搅拌摩擦焊解决方案
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因而焊缝厚度方向上的组织演变行为主要由搅拌针来主导,并呈现出较为均匀的分布特征.而在常规FSW中,由于轴肩对位于其底部的塑性材料施加了强烈的热机作用,图4焊缝焊核区微观组织Microstructuresofweldnuggetzone导致焊缝上部材料的塑性变形的应变和应变率都高于其中部和下部的材料,因而焊缝厚度方向上往往呈现出差异较大的组织演变特征[7-9].接头硬度分布图5a为横截面上沿焊缝中截面所测得的硬度分布情况.与母材相比,FSW焊缝的硬度值有所降低,说明接头发生了局部软化现象.文中的试验材料为冷加工硬化状态的5052铝合金板材,在FSW过程中,焊接热循环将会对焊缝各区施加退火热处理作用,从而降低了焊缝材料强度.接头**低硬度值位于热影响区,表明该区域的力学性能损失**大,相比之下,焊核区和热力影响区所经历的塑性变形对其力学性能起到了一定的恢复作用,硬度值也较高.在50和100mm/min的焊接速度下,接头**低硬度值较为接近,当焊接速度增至200mm/min时,焊接热输入减小,**低硬度值有所提高.图5b给出了焊缝中心线方向上接头硬度的分布情况.可以看出,不同焊速下,随着到焊缝上表面距离的增大,焊缝硬度值*发生了较小幅度的变化(约为5HV)。徐州设备搅拌摩擦焊市场报价
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