攪拌摩擦焊_江西三虹重工有限公司圖_不同金屬攪拌摩擦焊

攪拌摩擦焊原理 攪拌摩擦焊的英文是Friction Stir Welding 縮寫為FSW，于1991年由英國焊接研究所（TWI）發(fā)明的。它是利用間接摩擦熱實現(xiàn)板材的連接。這種方法打破了原來摩擦焊只限于圓形斷面材料焊接的概念，是上個世紀(jì)末本世紀(jì)初的鋁及其合金的焊接技術(shù)。自從攪拌摩擦焊發(fā)明以來，攪拌摩擦焊技術(shù)在突然興起，得到廣泛的關(guān)注和深入的研究，并向生產(chǎn)適用化發(fā)展，特別是針對鋁合金材料，世界范圍的研究機構(gòu)、學(xué)校以及大公司都對此進行了深入細致的研究和應(yīng)用開發(fā)，并且在諸多制造工業(yè)領(lǐng)域得到了成功應(yīng)用。 本文詳細介紹了攪拌摩擦焊原理、特點，并且針對鋁及其合金的攪拌摩擦焊的工藝及應(yīng)用作了詳細的闡述。 攪拌摩擦焊的混合行為 圖 5 示出的是異種材料的攪拌摩擦焊 Al6061和 Al2024 鋁合金搭接接頭的橫截面金相圖 (其中黑色部分為 Al2024 鋁合金材料) 。 從圖 5 中位置 A 和位置 B ,可以明顯地觀察到 ,無論在焊縫的前進面還是回轉(zhuǎn)面 ,都存在非常精細的 Al6061 和 Al2024 鋁合金的薄層間混結(jié)構(gòu)。 然而 ,在攪拌頭肩臺的正下方區(qū)域 ,如圖 6 中的位置 C 處 ,卻沒有觀察到明顯的Al6061 鋁合金和 Al2024 鋁合金的薄層間混結(jié)構(gòu)。另外在 Al6061 和 Al2024 鋁合金的薄層間混結(jié)構(gòu)中的相互界面位置存在可以忽略的化學(xué)混合和熱擴散混 合。 這 樣 的 類 似 結(jié) 果 , 在 Al6082/ Al5083 和Al 2024/ Al6061異種材料的對接攪拌摩擦焊試驗中也 得 到 了 證 實[8 ] 。 Murr 等[9 ,10 ] 在 Al 6061/ Cu、Al 6061/ Cu、Al 2 024/ Al 6061、Al 2024/ Al 1100 和 Al2024/ Al 7039 異種材料攪拌摩擦焊試驗中得到的螺旋以及渦旋間混結(jié)構(gòu)進行了仔細分析 ,認(rèn)為材料的屈服強度上的差別影響了材料的動態(tài)再結(jié)晶 ,從而造成了異種材料薄層結(jié)構(gòu)間的超塑性流變 ,而且所有的層狀混合出現(xiàn)的溫度都小于 0. 7 Tm ( Tm 是鋁合金母材的熔點) 。 摩擦焊原理 在壓力作用下，被焊界面通過相對運動進行摩擦?xí)r，機械能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，所產(chǎn)生的摩擦加熱功率與摩擦因數(shù)，摩擦壓力，摩擦相對運動速度幾個因數(shù)成正比關(guān)系； 對于給定的材料，在足夠的摩擦壓力和足夠的運動速度條件下，被焊材質(zhì)溫度不斷上升，伴隨著摩擦過程的進行，工件亦產(chǎn)生一定的變形量，在適當(dāng)?shù)臅r刻，停止工作間的相對運動，同時施加較大的頂鍛力并維持一定的時間（稱為維持時間），即可實現(xiàn)材質(zhì)間的固相連接。連接驅(qū)動摩擦焊過程可分為6個階段： 1.初始摩擦階段 2.不穩(wěn)定摩擦階段 3.穩(wěn)定摩擦階段 4.停車階段 5.純頂鍛階段 6.頂鍛維持階段