汽车轻量化铝合金材料的搅拌摩擦焊研究现状

铝合金作为汽车轻量化材料在汽车零部件应用中的比重日益增长,搅拌摩擦焊作为一种新型绿色固相连接技术受到了行业青睐。主要针对铝合金材料的搅拌摩擦焊研究现状进行概述,其主要分为传统搅拌摩擦焊和辅助搅拌摩擦焊,其中传统搅拌摩擦焊从搅拌头形状、n/v比值、下压量和填充材料进行了陈述,并通过热能辅助（电流、电弧、激光）与超声波辅助阐述了铝合金的辅助搅拌摩擦焊。     

激光辅助搅拌摩擦焊

激光辅助搅拌摩擦焊(LAFSW)是一种新型的搅拌摩擦焊技术。原搅拌摩擦焊(FSW)的焊接热量由工件和搅拌头之间摩擦产生,该过程需要相对较大的动力,因此,便用搅拌摩擦焊技术的设备都是体积庞大,价格昂贵的。而LAFSW在搅拌头搅拌时利用激光能量加热工件,且激光可加热无传导性的材料如塑料、陶瓷等,因而,LAFSW可获得较低的搅拌头磨损、较高的焊接速度、较广的应用范围,采用LAFSW技术的设备体积小、价格低。激光辅助搅拌摩擦焊     

复合热源搅拌摩擦焊技术概述

复合热源搅拌摩擦焊是在传统搅拌摩擦焊工艺的基础上,以常用焊接热源作为辅助热源的搅拌摩擦焊技术,旨在克服传统搅拌摩擦焊工艺的缺点和不足.文中概述了由等离子弧、火焰、激光、钨极氩弧、电流辅助、感应加热、超声波等辅助的复合热源搅拌摩擦焊的原理、国内外研究及应用,并对该领域的发展趋势进行了展望.     

双轴肩搅拌摩擦焊技术在铝合金车体制造中的应用发展

针对双轴肩搅拌摩擦焊技术特点进行介绍,对双轴肩搅拌摩擦焊在铝合金车体制造中的应用现状进行了分析,并提出了由传统搅拌摩擦焊技术衍生出的新型搅拌摩擦焊技术在轨道车辆制造行业的未来发展趋势和应用对象。采用双轴肩搅拌摩擦焊工艺成为国内外的又一个研究热点,加快搅拌摩擦焊技术在铝合金车体应用对提高国内轨道车辆制造水平至关重要。     

搅拌摩擦焊设备和控制系统研究现状

搅拌摩擦焊设备是实现搅拌摩擦焊过程的前提和基础,搅拌摩擦焊技术的进步需要新型搅拌摩擦焊设备的支持。对搅拌摩擦焊设备和控制系统进行了介绍,对比分析了传统设备改造的搅拌摩擦焊机、搅拌摩擦焊专机以及工业机器人在刚性、柔性、成本等方面的特点。目前,由传统设备改造的搅拌摩擦焊机和搅拌摩擦焊专机仍然是搅拌摩擦焊生产的优选设备,其在刚性方面的优势为得到高质量的焊接接头奠定了基础。利用工业机器人进行搅拌摩擦焊具有很好的前景。焊接载荷控制系统一定程度上弥补了工业机器人刚性不足的缺点,大大扩展了该类设备的应用领域。     

2024-T4铝合金超声辅助搅拌摩擦焊接头组织与性能研究

沿搅拌头方向将超声能量引入对接焊焊缝,利用超声波的振动作用,促进搅拌针周围金属原子的运动和扩散能力,能有效地细化和均匀化焊核区的金属组织,改善焊缝材料的塑性流变行为,增强焊缝底部的搅拌强度,提高搅拌摩擦焊焊接质量和焊接效率。通过对1.8 mm厚2024-T4铝合金进行平板对接焊试验,对比研究了搅拌摩擦焊焊接接头组织与性能。结果表明,超声辅助搅拌摩擦焊能有效减少焊接缺陷,并且接头强度提高了10%,超声辅助搅拌摩擦焊优越性效果明显。     

铝合金T形接头搅拌摩擦焊研究进展

铝合金广泛应用于航空航天、汽车、船舶以及化学工业等领域中,T形接头作为铝合金薄板结构组装中的重要连接形式,对其焊接质量的要求也逐渐提高。采用传统熔焊的方式焊接铝合金T形接头时会导致应力集中、焊后残余变形大、多孔性等一系列问题。传统的搅拌摩擦焊具有产热少、焊前不用开坡口、焊后残余变形小等优势,很好的解决了这一技术难点。但是,传统的搅拌摩擦焊在焊后会产生大量的飞边以及弧纹缺陷。静止轴肩搅拌摩擦焊技术作为一种新型的搅拌摩擦焊技术,在铝合金T形接头焊接中具有很大的优势。文中综述了铝合金T形接头焊接特点、传统搅拌摩擦焊以及静止轴肩搅拌摩擦焊在T形接头中的研究进展,并对搅拌摩擦焊技术在T形接头的应用前景进行了展望。     

采用辅助能量的搅拌摩擦焊新工艺

常规搅拌摩擦焊一般需要很大的轴向压力和搅拌头转矩来产生足够的摩擦热和塑性功来软化材料形成焊缝。这会导致搅拌头磨损,并限制焊接速度的提高,尤其是在焊接高强高硬材料时,这种问题变得更加突出。为了解决这些问题,研究人员通常采用辅助能源(激光、电弧热、电阻热、感应热等)来协助软化待焊材料,从而降低轴向压力和搅拌头转矩,并提高焊接速度。然而,对于作为固相连接的搅拌摩擦焊,这种直接加热的方式往往具有一些固有的不足之处。作为一类机械能,超声振动能够在无显著加热的条件下降低金属材料的变形抗力。因此,利用超声振动作为辅助能源,构成超声强化的搅拌摩擦焊新工艺,可改善焊接质量、降低焊接载荷、提高焊接速度,具有很大的发展潜力。文中对这些采用外加辅助能量的搅拌摩擦焊新工艺技术进行了评述,并对该领域下一步的研发方向进行了展望。     

FSW线能量对2219铝合金FSW/VPPAW交叉接头缺陷的影响

6mm厚的2219铝合金经过搅拌摩擦焊后再进行变极性等离子焊接,获得交叉焊缝接头。本文以搅拌摩擦焊转速与焊速的比值ω/v表征搅拌摩擦焊的线能量,研究了不同搅拌摩擦焊线能量下对交叉接头气孔缺陷的影响。结果表明,随着搅拌摩擦焊线能量的提高,交叉接头处的气孔缺陷程度呈下降趋势。     

超声辅助搅拌摩擦焊流场分析

超声辅助搅拌摩擦焊是在搅拌摩擦焊过程中增加超声振动,利用超声波效应改善焊缝组织性能的一种新型金属固态焊接技术。本文基于计算流体力学和弹塑性力学理论,建立了1.8 mm厚2024铝合金超声辅助搅拌摩擦焊流场分析模型。对流场分析发现,超声波的导入能够提高材料塑性流动,同时也扩大塑性流动区域;而焊速的提高,导致前进侧将成为焊缝的薄弱环节。     

铝合金双面搅拌摩擦焊初步研究

提出了双面搅拌摩擦焊这种新的焊接方法，对比研究了6K32-T4铝合金搅拌摩擦焊与双面搅拌摩擦焊接头的组织和硬度，并对双面搅拌摩擦焊焊缝进行了XRD分析。研究发现：铝合金双面搅拌摩擦焊与搅拌摩擦焊焊缝组织分区相同；双面搅拌摩擦焊焊缝的硬度略低于搅拌摩擦焊，且焊缝硬度下降区域范围更大；双面搅拌摩擦焊后焊缝依然保持为原有相组成；双面搅拌摩擦焊比搅拌摩擦焊焊接线能量更大，采用双面搅拌摩擦焊代替搅拌摩擦焊有利于提高焊接效率并消除焊缝隧道型缺陷、改善焊缝的性能。     

6005A-T6铝合金搅拌摩擦焊焊缝相控阵超声波检测

分析了6005A-T6铝合金搅拌摩擦焊接头缺陷特征,研究了6005A-T6铝合金搅拌摩擦焊焊缝缺陷相控阵超声波检测技术的原理和特点,采用相控阵超声波检测方法对典型的搅拌摩擦焊焊缝缺陷进行了检测,并通过X射线对检测结果进行了验证和对比分析。结果表明,针对6005A-T6铝合金车体搅拌摩擦焊对搭接焊缝的特点,采用相控阵超声波无损检测技术能够有效地检测出隧道孔、未焊透等典型搅拌摩擦焊焊缝缺陷,是一种切实可行的搅拌摩擦焊焊缝缺陷无损检测方法。     

超薄壁材料微搅拌摩擦焊接技术获突破

经过历时1年的潜心探索、刻苦攻关,中国航天科技集团公司八院149厂前不久突破了超薄壁铝合金及异种材料微搅拌摩擦焊接技术,并达到国际先进水平。微搅拌摩擦焊技术是在传统搅拌摩擦焊技术的基础上发展起来的,可对厚度在1毫米以下的材料进行搅拌摩擦焊接,其材料产热、流动机制与传统搅拌摩擦焊有显著区别。     

镁合金搅拌摩擦焊接技术的研究进展

搅拌摩擦焊是一种节能、节材、清洁、高效的新型金属连接技术，特别适于轻金属的连接。铝合金搅拌摩擦焊技术已经在很多领域实现了工业应用，而镁合金搅拌摩擦焊的研究才刚刚开始。对搅拌摩擦焊的技术特点作了简要的介绍，并对镁合金搅拌摩擦焊接工艺以及材料的组织与性能方面的研究进行了综述，并对以后的研究方向作了展望。     

双轴肩搅拌摩擦焊技术研究现状

近年来,搅拌摩擦焊技术在航空航天、轨道交通等行业轻质高强材料的连接中获得应用。双轴肩搅拌摩擦焊技术作为一种新型搅拌摩擦焊技术,具有很高的研究和应用价值,但目前尚处于发展阶段,相关的应用也较少。文中从搅拌头设计、接头组织与性能、焊接温度场三个方面,分析了国内外双轴肩搅拌摩擦焊技术研究现状,并指出未来应在双轴肩搅拌摩擦焊接头成形机制和工程应用方面进行更深层次的研究。     

外加能场辅助搅拌摩擦焊研究现状

搅拌摩擦焊作为先进固相连接技术,广泛应用于航空航天等领域,轻质高强材料及异种材料连接对常规搅拌摩擦焊的发展提出了新的挑战.近年来,外加能场辅助搅拌摩擦焊技术的兴起有效地解决了异种材料连接中塑化程度不匹配和界面金属间化合物导致接头脆化的问题.同时,这一技术也为解决高熔点材料流变应力大、塑性变形能力差以及焊具磨损严重、焊接效率低等问题提供了新的思路.文中综述了外加能场辅助搅拌摩擦焊的研究现状,包括感应加热、激光加热、电流加热、电弧加热和超声辅助等,从过程产热、材料流动、组织性能调控和耦合作用机制等方面分析了热能和机械能对接头微观组织和性能的影响规律,同时对未来的研究方向进行展望.     

搅拌摩擦焊应用

搅拌摩擦焊技术最初被认为是一种实验室中的新奇事物,很快人们就发现这种技术在铝合金制造工业中前景广阔。作为一种固相连接技术,搅拌摩擦焊可以焊棒一些由干固化特征导致熔焊     

超声振动辅助搅拌摩擦焊的研究进展

超声振动辅助技术已被证明是获得高效优质搅拌摩擦焊接头的一种有效途径.主要论述当前超声振动辅助搅拌摩擦焊工艺的研究进展,介绍了国内外近期研发的3种不同的超声振动施加方式及相应的实施效果,分析了各种方法存在的优缺点,为超声振动辅助搅拌摩擦焊的进一步研究发展提供参考.     

超声波对搅拌摩擦焊接头组织和力学性能的影响及其机理分析

介绍了一种新型的超声复合搅拌摩擦焊技术,能够获得力学性能更优、微观组织更加均匀的搅拌摩擦焊接接头。设计同一参数条件下的工艺试验方法,分析6061 T6、2219 T6、5A06 H112三种铝合金对接接头的金相组织特征和接头力学性能,并与传统搅拌摩擦焊进行对比。通过对比金属塑性流动的规律与焊缝截面成形情况,总结超声波对搅拌摩擦焊接接头组织及力学性能的影响和机理。     

搅拌摩擦焊清洁制造工艺过程中的缺陷分析（英文）

清洁生产是制造工艺过程中追求的目标。搅拌摩擦焊是一种比目前最好的传统焊接工艺更好、对环境损害更低的连接技术。搅拌摩擦焊工艺的能量效率高、无耗材、无损耗、无辐射。因此,它是一种能获得优质焊接接头的清洁焊接工艺。但它在焊接过程中会产生缺陷,为使其成为一种可靠的生产工艺,需要对其进行进一步优化。本文作者对搅拌摩擦焊接头的缺陷进行表征。结果表明,缺陷的产生是由于焊件过程的产生的热量不够、搅拌针附近的物质移动不充分、搅拌针后部的材料致密化不够。焊接过程中产生的热量和物料的搅拌程度取决于搅拌摩擦焊的焊接参数。焊接参数选择不当,可导致缺陷的产生。本文所得结果来源于文献和实验。根据各种缺陷的特征,如其可能产生的位置、减少缺陷产生的主要参数等,提出了减少缺陷产生的一些措施。