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:! 引 ! 言
与传统熔化焊相比 # " 无 飞 溅% 烟 尘# 不 需 添 加 焊 丝 和 保 护 气 体# 是一种 ? 4D! ? ) 3 < 0 3 ’ *4 0 3 )D : , 7 3 * 8 清洁的加工制造技术 & 由于接头部位不存在金属的熔 化 过程 # 故 不存在 熔 焊 时 的 各 种 缺 陷 # 焊缝成型较 好& 同时由于不存在熔焊过程中接头部位大范围的热塑性变化过程 # 变形小 # ? 4D 焊后接头的内应力小 %
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文章编号 ! " # ! $ $ AB! $ " " # $ $ % $ !B$ $ A "B$ %
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铝合金搅拌摩擦焊工艺及性能的研究
季亚娟 !蒋成禹 !严 ! 铿
! 华东船舶工业学院 材料与环境工程系 # 江苏 镇江 # " ! # $ $ C
( % 噪音及弧光等有害物质产生 " 是一种环保型连接方法’ #) 应力小 #* 可进行异种材料连接和可进行水 ( % 下作业’ !
当然 ? 工件需夹紧 $ 需要支架 $ 焊缝端部存在匙孔 " 焊接 4 D 也存在一定的缺点 )焊接速度比熔焊低 " 薄板时还有一定变形 !
= ! 搅拌摩擦焊的工艺研究
( ! 选的焊接方法’ !
; ! 搅拌摩擦焊的基本原理
’ ( # 搅拌摩擦焊的基本原理见图 ! ! 将工件放在一块底板上 "
两侧用夹具固定防止焊 接时移动 ! 一 个专 门 设计 的 肩 部带 一面以一 定 速度 旋 转 " 一面 缓慢 有搅拌端头的圆柱 形工具 " 地突入连接线 ! 端头的直径大约是圆柱体直径的三分之一 " 长度略小于工件的厚度 ! 端头压 入 工 件直 至 圆柱 体 肩 部与 工件表面接触 ! 接下去圆柱工具 与 工 件的 表 面摩 擦 将 产生 大的附加热 " 并使环绕插入端头周围的那部分圆柱形金属以 及与工具肩部接触的材料塑 性流动 ! 随 着 旋 转工 具 沿着 焊 接界面的移动 " 在 一个 狭窄区域的 金 属 连续 地 被 加热 " 塑性
( C % 搅Biblioteka & " 然后冷却 " 从 而使工 件焊 接在 一 起’ !与 传 统 熔 化
图! ! 搅拌摩擦焊基本原理图 ? 3 @ ! < 2 : P + 0 3 < 3 , , ( / 0 ) + 0 3 ’ *’ ) 3 < 0 3 ’ */ 0 3 )S : , 7 3 * !4 8 8
摘 ! 要 !搅拌摩擦焊工艺 ! 简称 ? 是# 具有很多 优 点 $ 4D" $ 世纪 E $ 年代出现的一种固态塑化连接方法 # 本文主要讲述了搅拌摩擦焊的基本原理 % 优缺点以及目前华东船舶工业学院所进行的 搅 拌 摩 擦 焊 研 究 # 研究了工艺参数对焊缝成型和焊缝性能的影响 $ 试验表明当工艺参数选择最佳值时 # 焊缝成型较好# 表 面较光洁 % 美观 & 如果焊接工艺参数选择不当 # 将出现飞边和沟槽 $ 对于 F 当! ’ ? G 铝合金而言 # ! 为一定 值# 在一定的工艺范围内 # 焊缝的机械性能随着 ! 的增加而增加 # 当工艺参数取得最佳值时 # 接头的抗拉 强度可达到母材的 E $H 以上 $ 关键词 !搅拌摩擦焊 &基本原理 &工艺 中图分类号 ! I J % G CK @ E!!!!!!!! 文献标识码 !L
= @ ; ! 焊接工艺条件对焊缝成型的影响
万方数据 华东船舶工业学院利用引进的设备进行了很多工艺方面的探索 " 研究的材料包括 F $ $ 阻尼铝 ! ? G F M ! $
X $
华东船舶工业学院学报 & 自然科学版 ’
# $ $ %年
$ G 其中 F ! 而阻尼铝的焊接效果不是很理想# % 图# 和图C 分别为焊接效果较好和 ? G F M ! $ 的焊接效果较好 "
收稿日期 ! # $ $ C B$ A B# E
万方数据 作者简介 !季亚娟 ! # 女# 辽宁抚顺人 # 华东船舶工业学院硕士研究生 $ ! E X E B"
第 ! 期 !!!!!!!!!!!!! 季亚娟等 )铝合金搅拌摩擦焊工艺及性能的研究
A E
基本可实现板件的低应力无变形焊接 ! 与普通摩擦焊相比 " 可用于板结构的焊 ? 4 D 不受轴类零件的限制 " 接# 此外 " 这种方法对操作者的技能要求不高 " 极易实现高速 $ 自动化操作 !? 4 D 的应用也很广泛 " ID 9的 研究人员认为 " 造船与海洋工业 $ 铁路及汽车工业 $ 建筑业以及电器工业 ? 4 D 技术可以用于航空航天工业 $ 中 ! 因此 " 自? 已受到世界上主要工业化国家的重视 ! 各国研究工作者对其进行了大量的 4 D 问世以来 " 在美国加利弗尼亚召开了第一届 ? 研究 ! ! E E E 年A 月由 ID 9主办 $ 4 D 国际学术研讨会 " # $ $ $ 年X 月在丹 麦召开了第二届 ? 就铝及其合金的 ? 应用 $ 接头性能 $ 过程模拟 $ 显微 4 D 国际学术研讨会 " 4 D 焊接工艺 $ 组织和耐蚀性等问题进行了初步的讨论 ! 美国材料学会 # & 和% $ $ $ 年召开的 % L : ) ’ N + 0 # $ $ $ N + 0 : ) 3 + , /4 ’ , ( W & 和# & 学术会 议中 " 0 3 ’ * # $ $ $ $ $ !年! ! 月在9 * 7 3 + * + ’ , 3 /召开的 % N + 0 : ) 3 + , /4 ’ , ( 0 3 ’ * # $ $ ! ? 4 D 成为 其中一 项 5 重要的内容 ! & 国际会议 " 汽车中的轻型结构设计制造是其 # $ $ $ 年E 月在德国召开的 % N + 0 : ) 3 + , /D : : T# $ $ $ 重要的内容之一 " 而镁合金 $ 泡沫材料是制造轻型结构的重要材料 " 搅拌摩擦焊是连接这些材料的一种可