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攪拌摩擦焊的相關(guān)知識(shí)

2022-09-15 13:49:01

鋁合金攪拌摩擦焊加工(FSW)是一種固態(tài)連接工藝,使用非消耗性工具連接兩個(gè)面對(duì)面的工件,而不熔化工件材料。旋轉(zhuǎn)的工具和工件材料之間的摩擦產(chǎn)生熱量,導(dǎo)致FSW工具附近出現(xiàn)軟化區(qū)域。當(dāng)工具沿著連接線移動(dòng)時(shí),它機(jī)械地混合兩塊金屬,并通過(guò)工具施加的機(jī)械壓力來(lái)鍛造熱的和軟化的金屬,這很像連接粘土或面團(tuán)。它主要用于鍛造或擠壓鋁,特別是用于需要極高焊接強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)。密封筒攪拌摩擦焊加工能夠連接鋁合金、銅合金、鈦合金、低碳鋼、不銹鋼和鎂合金。最近,它被成功地應(yīng)用于聚合物的焊接。此外,異種金屬的連接,如鋁與鎂合金的連接,最近也通過(guò)FSW實(shí)現(xiàn)了。FSW的應(yīng)用可以在現(xiàn)代造船業(yè)、火車和航空航天業(yè)中找到。

它是在1991年12月由英國(guó)焊接研究所(TWI)發(fā)明并通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明的。

銅合金攪拌摩擦焊加工是用一個(gè)旋轉(zhuǎn)的圓柱形工具進(jìn)行的,該工具具有直徑小于肩部直徑的異型針(也稱為探針)。在焊接過(guò)程中,工具被送入兩個(gè)夾緊的工件之間的對(duì)接處,直到探針刺入工件,肩部接觸到工件的表面。探頭略短于所需的焊接深度,工具肩部騎在工件表面的頂部。短暫的停留時(shí)間后,工具以預(yù)先設(shè)定的焊接速度沿連接線向前移動(dòng)。

耐磨的工具和工件之間會(huì)產(chǎn)生摩擦熱。這種熱量,加上機(jī)械混合過(guò)程產(chǎn)生的熱量和材料內(nèi)部的絕熱,使攪拌后的材料軟化而不融化。當(dāng)工具向前移動(dòng)時(shí),探針上的特殊輪廓迫使塑化的材料從前端面向后方移動(dòng),在那里,高的力量有助于焊縫的鍛造鞏固。

這種工具在可塑化的管狀金屬軸中沿焊縫線穿越的過(guò)程導(dǎo)致了嚴(yán)重的固態(tài)變形,涉及到基礎(chǔ)材料的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶。

攪拌摩擦焊的相關(guān)知識(shí)

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