铝合金LF6搅拌摩擦焊工艺及性能研究概述
铝合金搅拌摩擦焊
铝合金搅拌摩擦焊铝合金搅拌摩擦焊是一种新型的焊接技术，采用搅拌摩擦和热成型技术连接铝合金件，具有高强度、高密度、高质量等优点。
它是一种非常适用于铝合金焊接的技术，逐渐在航空、船舶、汽车、工程机械等领域中得到广泛的应用。
一、搅拌摩擦焊的基本原理：搅拌摩擦焊采用的是搅拌摩擦原理，利用搅拌工具在铝合金工件之间产生高温和高压，使铝粉末软化后再强制挤压，形成均匀的金属晶粒和致密的焊缝。
在搅拌摩擦焊的过程中，由于摩擦热和加压的作用，使铝合金接头处的温度升高，铝合金达到了塑化状态，再通过搅拌工具的旋转，将金属元素混合形成熔体，然后通过挤压形成均匀的焊缝。
二、铝合金搅拌摩擦焊的优点：1.高强度：搅拌摩擦焊焊接的铝合金接头具有非常高的强度，其强度甚至可以超过基材强度。
2.高质量：搅拌摩擦焊焊接的铝合金接头中没有焊缝氧化皮，且焊接过程中产生的铈等杂质较少，焊缝的质量比较高。
3.无损：搅拌摩擦焊和传统的焊接不同，它不需要加入任何的填充材料，也不会产生任何的变形和裂纹，无需进行后续的处理和检验。
4.成本低：由于不需要使用任何填充材料和后续处理工艺，因此搅拌摩擦焊的成本较低，操作简单，效果稳定可靠。
三、铝合金搅拌摩擦焊的应用：搅拌摩擦焊技术可以应用于多种铝合金材料的连接，如6XXX系列的铝合金、7XXX系列的铝合金等，其应用范围可以覆盖到航空、船舶、汽车、电力、机械制造等多个行业。
尤其是在空间航空领域中，铝合金搅拌摩擦焊被广泛应用，因为它可以解决传统焊接工艺在航空器外皮焊接中存在的一系列问题。
四、铝合金搅拌摩擦焊的发展趋势：在金属焊接行业，铝合金搅拌摩擦焊越来越得到重视，被认为是一种高新技术，与传统的焊接技术相比较，具备多种优点。
相信未来，随着更多的应用场景开发出来，这种焊接技术将得到更加广泛的应用。
总结：铝合金搅拌摩擦焊是一种新型的焊接技术，它具有高强度、高密度、高质量等优点，能够解决传统焊接技术存在的一系列问题，被广泛应用于航空、船舶、汽车、电力、机械制造等领域。
铝合金搅拌摩擦焊工艺
铝合金搅拌摩擦焊工艺铝合金搅拌摩擦焊是一种先进的焊接技术，具有高效、节能、环保等优点。
本文将详细介绍铝合金搅拌摩擦焊工艺的各个环节，帮助读者更好地了解这一技术。
一、焊接准备在进行铝合金搅拌摩擦焊之前，需要进行充分的焊接准备。
这包括检查工件表面的油污、锈迹等杂质，确保工件表面干净整洁。
同时，需要准备好搅拌头、焊机、夹具等焊接工具，并对工具进行必要的检查和调整。
二、装配铝合金搅拌摩擦焊的装配过程需要严格按照工艺要求进行。
首先，要将工件放置在夹具中，确保工件的位置和角度正确。
然后，根据焊接工艺要求，选择合适的搅拌头，并将其插入到工件中。
在装配过程中，需要保证搅拌头的稳定性和准确性，避免出现偏移或倾斜现象。
三、搅拌头插入搅拌头的插入是铝合金搅拌摩擦焊的关键步骤之一。
在插入过程中，需要控制好搅拌头的插入深度和角度，确保其与工件表面紧密贴合。
同时，要避免搅拌头与工件表面产生过大的摩擦力，以免造成工件表面损伤或搅拌头损坏。
四、搅拌摩擦在进行搅拌摩擦时，需要控制好搅拌头的旋转速度和压力，使焊缝处的材料充分流动和混合。
同时，要控制好焊接温度，避免出现过热或冷却不均匀现象。
在搅拌摩擦过程中，还需要注意搅拌头的磨损情况，及时更换磨损严重的搅拌头。
五、焊接过程控制铝合金搅拌摩擦焊的过程控制是保证焊接质量的关键。
在焊接过程中，需要实时监测焊接温度、压力、旋转速度等参数，并根据实际情况进行调整。
同时，要严格控制焊接时间，确保焊缝处的材料充分熔化和混合。
在焊接过程中，还需要注意防止外部因素对焊接质量的影响，如振动、污染等。
六、焊后处理铝合金搅拌摩擦焊完成后，需要进行必要的焊后处理。
这包括对焊缝进行冷却、去除焊渣、对焊缝进行修整等。
在冷却过程中，要控制好冷却时间和方式，避免出现裂纹等现象。
同时，需要去除焊缝表面的焊渣和氧化物，修整焊缝的形状和尺寸，使其符合工艺要求。
七、质量检测质量检测是保证铝合金搅拌摩擦焊接质量的必要环节。
检测内容包括外观检测、无损检测、力学性能检测等。
铝合金搅拌摩擦焊技术研究及应用
铝合金搅拌摩擦焊技术研究及应用铝合金搅拌摩擦焊技术是一种高效、环保的焊接方法，在航空航天、交通运输、轻工制造等领域具有广泛应用前景。
本文将从工艺原理、研究进展、优势与挑战等方面进行分析，全面介绍铝合金搅拌摩擦焊技术的研究及应用。
搅拌摩擦焊是一种非传统焊接方法，它将工件接头通过旋转和外力压合的方式进行连接，并在摩擦热量和塑性变形的作用下实现焊接。
铝合金在搅拌摩擦焊过程中，由于高温和塑性变形，形成了均匀的焊接区域，焊缝强度和密封性良好。
与传统的焊接方法相比，铝合金搅拌摩擦焊具有以下几个优点：首先，搅拌摩擦焊无需外加焊接材料，避免了常规焊接中的焊剂使用和气体保护等问题。
这降低了成本，同时减少了环境污染。
其次，搅拌摩擦焊具有较高的焊接速度和效率。
焊接头变形均匀，焊接时间短，适用于大面积或长尺寸工件的焊接。
第三，搅拌摩擦焊对铝合金的应变硬化效应较小，减少了焊接区域的硬化现象，提高了焊缝的塑性和可靠性。
铝合金搅拌摩擦焊技术的研究进展日益丰富。
首先，针对不同铝合金材料和焊接条件，研究者通过调整焊接参数和其他工艺控制手段，优化焊接质量和性能。
例如，通过控制转速、下压力、摩擦时间等参数，可以实现理想的焊接接合。
同时，研究者还对焊接头几何形状、初始材料状态等因素进行改善和控制，提高焊接接合的可靠性。
其次，近年来，通过引入其他技术手段，如电流、激光、超声等，与搅拌摩擦焊相结合，可以进一步提高焊接接合的强度和质量。
例如，搅拌摩擦挤压焊技术将搅拌摩擦焊与挤压焊结合，对铝合金零件进行焊接加工，获得了良好的焊接接合。
此外，铝合金搅拌摩擦焊技术在实际应用中也取得了广泛成功。
在航空航天领域，搅拌摩擦焊被用于连接飞机结构件、涡轮叶片等零部件，取得了良好的焊接接合效果。
在交通运输领域，搅拌摩擦焊被广泛应用于铁路和汽车制造中。
在轻工制造领域，搅拌摩擦焊技术也被广泛应用于电子设备、电池等领域的制造。
然而，铝合金搅拌摩擦焊技术仍面临一些挑战。
铝合金搅拌摩擦焊工艺研究
目前，该所主要是与航空、航天、船舶、高速列车及汽车等焊接设备制造厂和国际性的大公司联合，以团体赞助或合作的形式（TWI的GSP项目）研究、开发搅拌摩擦焊技术，不断扩大其应用范围。
目前由工业企业赞助的研究项目包括：大厚度铝合金的搅拌摩擦焊、钢的搅拌摩擦焊、钛合金的搅拌摩擦焊、汽车轻型构件的搅拌摩擦焊等。美国的爱迪生焊接研究所（EWI）与TWI密切协作，也在进行FSW工艺的研究。美国的洛克希德。马丁航空航天公司、马歇乐航天飞行中心、美国海军研究年、Dartmuth大学、德国的Stuttgart大学、澳大利亚的Adelaide大学及澳大利亚焊接研究所等都有从不同的角度对搅拌摩擦焊进行了专门研究。
Boeing公司投资几百万美元，制造了用于Delta运载火箭的大型低温燃料容器的大型专用搅拌摩擦焊机，BAE空中客车公司正在对FSW技术进行方法、性能和可行性验证，目的是用来生产中型和大型商用客机，所采用的搅拌摩擦焊机由地处合利伐克斯的GRAWFORD-SWIFT公司制造，据说是欧洲功率最大的焊机。美国ECLIPSE（月蚀）航空公司将利用FSW来制造一架10.86m长、翼展11.88m的中型飞机。公司估计，采用FSW可以将机身壁板上的加强肋、框架的装配时间减少80%，使飞机成本降低为83.7万美元。此飞机的主要结构件、蒙皮等全部采用国际上最新的连接技术――搅拌摩擦焊技术制造，客机的机身基本上全部利用搅拌摩擦焊制造，其中包括飞机蒙皮、翼肋、弦状支撑、飞机地板以及结构件的装配等
1. 2提高飞机制造效率
传统的飞机结构多为机械连接的装配方法，零件多，速度慢，制造步骤复杂，不容易实现生产装配自动化。但搅拌摩擦焊技术在飞机制造领域的应用，可使飞机高成本、大件加工、机械连接方式变为低成本、小件焊接、整体成型结构方式，有效提高了飞机制造装配的效率，缩短了飞机零、部件的制造装配周期。另外，搅拌摩擦焊技术对硬件要求较低，完全可以通过对传统机床设备的改造，或在现有机械设计和加工能力的基础上完成。而且焊接过。目前国外公司已经在数控多坐标铣床和焊接机器人系统上应用搅拌摩擦焊技术，实现搅拌摩擦焊的变截面的空间曲线轨迹的焊接。波音公司已经成功地实现了复杂结构的飞机门的曲线搅拌摩擦焊焊接;另外在战斗机的裙翼上成功地实现了薄板T形接头的搅拌摩擦焊连接，并且进行了相关飞行测试。
铝合金搅拌摩擦焊工艺 -回复
铝合金搅拌摩擦焊工艺-回复铝合金搅拌摩擦焊工艺- 实现材料的高质量连接引言：铝合金是一种常用的轻质金属材料，具有优良的导热性、强度和耐腐蚀性。
在制造行业中，铝合金的应用越来越广泛，但如何高效地连接铝合金成为一个关键问题。
在铝合金的焊接方法中，搅拌摩擦焊技术因其特殊的优点而备受关注。
本文将一步一步地介绍铝合金搅拌摩擦焊工艺，以及其关键步骤和优势。
第一部分：搅拌摩擦焊的原理和过程搅拌摩擦焊是一种通过搅拌和摩擦热来实现材料结合的焊接方法。
其过程中，焊接头两侧的铝合金被高速旋转的锥形工具搅拌并加热，随着摩擦的增加，金属温度升高，导致其柔韧性增加。
当达到一定的温度时，焊接头被渐渐挤压，使得金属层之间发生冷焊结合。
同时，由于搅拌的缘故，焊接头中的金属颗粒得到细化，从而提高了焊接接头的强度和密实性。
第二部分：铝合金搅拌摩擦焊工艺步骤1. 材料准备：选择合适的铝合金材料，并确保其表面清洁和无油污。
2. 设计焊接接头：确定焊接接头的几何形状和尺寸，以及焊接参数。
3. 定位和装夹：将两个要焊接的铝合金零件放置在焊接设备上，并通过合适的夹具进行固定。
4. 焊接温度和力控制：根据材料性质和焊接要求，设定合适的旋转速度和下压力。
5. 开始搅拌：启动设备，使工具开始旋转并加热焊接区域，同时向下施加一定的压力。
6. 加热和搅拌：搅拌头的高速旋转和下压力会加热金属，并使其产生塑性变形，从而实现冷焊结合。
7. 结束焊接：在达到焊接要求后，停止旋转和施加压力，留出一定的冷却时间。
8. 检测和质量控制：使用非破坏性和破坏性测试方法来检测焊接接头的质量，确保其达到要求。
第三部分：铝合金搅拌摩擦焊的优势1. 高质量：搅拌摩擦焊可以消除气孔、热裂纹等焊接缺陷，实现金属材料的高质量连接。
2. 高效率：相较于传统的焊接方法，搅拌摩擦焊不需要额外的填充材料和气体保护，节省了时间和成本。
3. 环保：搅拌摩擦焊过程中无需使用焊接剂或保护气体，减少了对环境的污染。
铝合金搅拌摩擦点焊工艺研究
隋 庆 海 ．孙 建 奖 。 申豫 斌 ． 铸 钢 与 钢 管 相 贯 焊组 合 节 点 的研 究 与
试验［ Ｊ ］ ． 建 筑 钢结 构 进 展 ，２ ０ １ ０，１ ２ （ ４ ） ：５ １ — ５ ６ ．
固相点 连接技 术 ．因其 接头 平整美 观 、质量 高 、缺 陷
少 、节 能等 众多 优点 而将 成为替 代轻 合金 传统 点连 接 技 术 的优 良工艺 填充 式摩 擦点 焊 能耗 比传 统 电阻 点 焊设备 能耗低 ５ ％ ，工作 不需要提供 大 的电流 。搅拌 摩
擦 点焊 连接 过程 中材料 不会 熔化 ．热 输入保 持 在较低
１ ５ ０ ０ ４ ６）
摘 要 ： 采 用 回 填 式搅 拌 摩 擦 点 焊 设 备 ， 对 ６ 系列 铝 合金 进 行 了搅 拌 摩 擦 点 焊试 验 ，优 化 了焊 接 工 艺参 数 。 对 点 焊对 接 接 头 的拉 伸 、 弯 曲性 能 ．搭 接 接 头 的 剪切 、 正拉 性 能 以 及 搭接 接 头 的 疲 劳 性 能 进 行 测 试 ，对 搅 拌 摩檫 点 焊 接 头 的 性 能 进 行 综 合 评 价 ，研 究 发 现 搅 拌 摩
工程焊接技术［ Ｊ ］ ． 电焊 机 ，２ ０ ０ ８ ，３ ８ （ ４ ） ：５ １ — ７ ６ ． ［ ８ ］ 邱 德 隆 ，高 树 栋 ，芦 广 平 ，等 ． Ｑ ４ ６ ０ Ｅ — ｚ ３ ５ 钢 焊 接 性 试 验 及 工 艺 评定 ［ Ｊ ］ ． 电 焊 机 ，２ ０ ０ ８，３ ８ （ ４ ） ：２ ６ — ５ ０ ．
铝 合 金 搅 拌 摩 擦 点 焊 工 艺 研 究
铝合金厚板搅拌摩擦焊焊接工艺研究
铝合金厚板搅拌摩擦焊焊接工艺研究摘要：近年来我国高速铁路事业迅猛发展，并成功走向世界。
由于铝合金材料诸多优点，以及轨道交通车辆轻量化的设计需求，使得铝合金结构车体在城轨、地铁等城市轨道车辆上的应用逐步推广。
高速列车比较恶劣的环境，更高的速度，对于承载部件提出了更高的要求，焊接接头的抗疲劳性能很大程度上决定了高速列车车体运行的安全可靠性。
而车钩面板一类的厚板焊接，一直是铝合金焊接一个重要的技术难题，MIG手工焊或者MIG自动焊始终绕不过多层多道焊，焊接接头由于重复加热，导致接头性能不稳定。
关键词：铝合金厚板；搅拌由于搅拌摩擦焊(FSW)技术相比较于传统的熔化焊有较多的优势，已经在国内航天、军工等铝合金焊接领域得到了很好的应用，并取得了较好的效果。
而国内轨道车辆相关公司也开始逐步在城铁车辆的地板等薄板上进行了应用，厚板应用也在逐步验证使用。
搅拌摩擦焊的焊接工艺关键点是首先根据板材情况选用合适的搅拌头形状和搅拌针长度，其次通过调整焊接参数来避免S线、隧道等缺陷。
本文以高速列车常用材质6005A-T6的挤压型材车钩面板为研究对象，验证FSW焊接方式对厚板进行焊接，通过优化焊接工艺，可以完全避免类似“S”曲线的重大缺陷，获得更优的接头性能，为铝合金轨道列车关键部件生产提供参考。
1 试验材料及方法试验材料为18mm厚的6005A-T6的铝合金挤压型材，为Al-Mg-Si系合金。
型材长度为500mm。
焊丝为ER5087,规格为Φ1.2mm, 化学成分见表1。
搅拌摩擦焊所用搅拌头尺寸为17.8mm。
表1 铝合金型材及焊丝化学成分(质量分数,%)为常见车钩面板样式。
搅拌摩擦焊所用型材为无坡口形式，MIG焊接型材为单V型坡口形式，坡口角度为70°,钝边长度为2mm。
FSW焊接采用ESAB Gantry 4U搅拌摩擦焊接机器人进行焊接，MIG焊接采用IGM机器人配合Fronius焊接电源进行自动焊接。
(1)试验方法。
铝合金搅拌摩擦焊的工艺研究
铝合金搅拌摩擦焊的工艺研究作者：王兵林丽张华来源：《科学导报·学术》2020年第27期摘要：在20世纪90年代，在固态塑化连接中出现的一种新工艺，即搅拌摩擦焊工艺。
搅拌摩擦焊与传统工艺相比，具有很多传统工艺无法比拟的优势，搅拌摩擦焊工艺具有无飞溅、无烟尘的特点，是当下最典型的清洁加工制造技术;其次，使用搅拌摩擦焊进行焊接时，形成的焊缝较好，这主要得益于搅拌摩擦焊的接头部分没有金属融化，也不存在大范围的热塑变形。
在铝合金焊接中搅拌摩擦焊是重要的工艺方法，本文将对铝合金搅拌摩擦焊工艺进行深入的研究。
关键词：铝合金;搅拌摩擦焊;工艺引言：自搅拌摩擦焊诞生以来，因其自身具备的优点一度受到世界学者的高度注意。
目前，搅拌摩擦焊被评为当代绿色环保焊接技术，堪称焊接技术的一次革命。
与传统的熔化焊比较，搅拌摩擦焊不仅节约成本，还不会产生烟尘、辐射等，更不会对工人的身体健康带来危害。
发达国家在铝合金搅拌摩擦焊技术上的研究比我国要早，并且发达国家已经进入了商业化阶段，但我国对铝合金搅拌摩擦焊技术的研究力度也在不断加大，以促进我国工业领域能够尽早推广该项技术。
一、搅拌摩擦焊概述（一）搅拌摩擦焊的基本原理搅拌摩擦焊的工作原理以高速旋转的特殊的搅拌头作为搅拌摩擦焊的焊接工具，在焊接初始阶段搅拌头会以高速旋转的速度插入到接缝中，当到达设定的深度时需要停留0.2秒，这时搅拌头会沿着焊接的方向进行旋转运动。
但是在焊接过程中，摩擦产生的热量和搅拌产生的热量会导致焊缝材料升温，使接头金属的塑性软化更加充分，使其随着搅拌头进行移动形成塑性流，由于受到软化程度不同的影响发生的塑性变形也不同。
（二）搅拌摩擦焊的优缺点搅拌摩擦焊不仅可以对普通焊接方法难以焊接的材料进行焊接，还具有普通焊接方法不具备的优点：第一，搅拌摩擦焊温度低;第二，搅拌摩擦焊不会产生组织缺陷;第三，搅拌摩擦焊各种机械性能完好;第四，搅拌摩擦焊成本低，辅助工作量少;第五，搅拌摩擦焊不需要气体保护和韩料;第六，搅拌摩擦焊可以实现全位置焊接;第七，搅拌摩擦焊操作简单、效率高;第八，搅拌摩擦焊应力小、适用性强;第九，搅拌摩擦焊是一种环保型的焊接方法;第十，搅拌摩擦焊能够实现不同种材料的焊接和水下作业。
铝合金搅拌摩擦焊焊缝受力及焊缝成型的关系
铝合金搅拌摩擦焊焊缝受力与焊缝成型的关系1 引言1.1搅拌摩擦焊国内外发现现状与水平搅拌摩擦焊(Friction Stir Welding，简称FSW)最初是针对焊接性差的铝合金开发的一种新型固相焊接工艺，由英国焊接研究所(The Welding Institute)于1991年开发的专利技术。
搅拌摩擦焊自发明以来很快就受到制造工业的密切关注和支持，并且于1996年在制造工业领域得到了成功应用。
搅拌摩擦焊是利用一种特殊的低耗损的搅拌头旋转着压入被焊零件的表面，搅拌头与被焊零件的摩擦使被焊材料热塑化，当搅拌头沿着焊接界面向前移动时，热塑化的材料由前向后转移，在热-机联合作用下连接形成致密的固相连接接头。
TWI、NASA(National Aeronautics and Space Administration)、Boeing、ESAB等大型研究机构和企业都在进行与该工艺相关的研究工作[1,2]。
FSW已成功应用于实际生产。
搅拌摩擦焊技术一出现，就得到航空界的青睐。
英国焊接研究所申报了此项专利后，瑞典ESAB公司按许可证制造了专用焊接设备-Su-perstire搅拌摩擦焊机，并已获得实际应用[3]。
美国著名的宇航公司争相购买搅拌摩擦焊的专利许可证，开发、应用搅拌摩擦焊技术。
1998年美国波音公司的空间和防御实验室引进了搅拌摩擦焊技术，用于焊接某些火箭部件，成功用于低温下工作的铝合金薄壁压力容器，完成了纵向和环向焊缝的连接；麦道公司也把这种技术用于制造Delta运载火箭的推进剂贮箱[4]。
图1-1 搅拌摩擦焊原理示意图FSW是固相连接过程，其原理如图1-1所示。
搅拌摩擦焊对工件的焊接，主要通过搅拌头(Welding tool)的高速旋转实现的。
搅拌头包括轴肩(Shoulder)，搅拌针(Pin)和夹持部分(Shank)。
搅拌针插入母材内部，轴肩与工件表面压紧，产生摩擦热并使得焊缝材料塑性流动。
搅拌头的端部加工出螺纹，确保发生塑变的工件材料充分流动，以得到没有孔洞的接头。
铝基复合材料搅拌摩擦加工制备工艺及其耐磨性能研究进展
铝基复合材料搅拌摩擦加工制备工艺及其耐磨性能研究进展目录1. 内容概览 (3)1.1 研究背景 (4)1.2 铝基复合材料的发展现状 (5)1.3 搅拌摩擦加工的优势与应用 (7)1.4 研究意义与目的 (9)2. 铝基复合材料概述 (10)2.1 材料组成 (11)2.2 材料特性 (12)2.3 制备工艺 (13)3. 搅拌摩擦加工技术 (14)3.1 原理与特点 (16)3.2 过程参数优化 (17)3.3 设备与工艺流程 (18)4. 耐磨性能研究 (20)4.1 磨粒磨损测试 (21)4.2 磨削效率分析 (22)4.3 耐磨性影响因素 (23)5. 搅拌摩擦加工制备铝基复合材料耐磨性能研究进展 (25)5.1 早期研究概况 (25)5.2 新材料的应用 (27)5.3 新型工艺的研究 (27)5.4 耐磨性能实验验证 (29)6. 实验设计与方法 (30)6.1 实验样品 (30)6.2 实验设备与工艺参数 (31)6.3 耐磨性能测试方法 (32)7. 实验结果与分析 (33)7.1 制备工艺效果分析 (35)7.2 表面形貌与组织结构 (36)7.3 磨损性能测试结果 (37)7.4 结果讨论 (38)8. 耐磨性能改进措施 (41)8.1 表面工程技术 (42)8.2 添加耐磨增强相 (43)8.3 预处理与后处理工艺 (44)9. 结论与展望 (45)9.1 研究总结 (47)9.2 存在的问题 (48)9.3 未来研究方向 (49)1. 内容概览《铝基复合材料搅拌摩擦加工制备工艺及其耐磨性能研究进展》概要：。
并分析其对耐磨性能的影响，铝基复合材料因其优异的力学性能、耐腐蚀性和轻质特性，在航空航天、汽车制造和电器行业中有着广泛的应用。
搅拌摩擦加工技术是一种创新的表面处理工艺，通过旋转的摩擦搅拌工具与工件接触产生剪切力和摩擦热，从而实现材料的位错和微观结构变化。
该方法能够提高工件的表面硬度和耐磨性能，同时改善其配合性能和耐腐蚀性。
铝锂合金的搅拌摩擦焊及其改型工艺研究进展
铝锂合金的搅拌摩擦焊及其改型工艺研究进展摘要：作为一种固态连接工艺，搅拌摩擦焊接具有焊接温度低，焊接时无需填充金属、焊剂和保护气体，且机械自动化程度高等优势，在铝锂合金焊接领域得到越来越广泛的应用。
基于此，文章主要分析了铝锂合金的搅拌摩擦焊及其改型工艺，为第三代高强铝锂合金的高质量搅拌摩擦焊接成形奠定坚实基础。
关键词：铝锂合金；搅拌摩擦焊；改型工艺1搅拌摩擦焊的概念搅拌摩擦焊（FSW）是一种新型的固态焊接技术，它可以在不融化金属的情况下将两个或多个金属板材连接在一起。
该技术利用锥形工具在接头处进行搅拌和挤压，使得两个金属板材达到固态焊接，从而获得与传统焊接方法相比更好的焊接质量和性能。
搅拌摩擦焊不仅适用于铝合金等低熔点金属的焊接，也可以用于不同种类的金属板材的焊接。
这种技术已经被广泛应用于航空、汽车、船舶、建筑等领域。
2铝锂合金常规搅拌摩擦焊接2.1工艺参数搅拌头转速和焊接速度是搅拌摩擦焊接工艺中的关键参数，它们的选择会直接影响接头的成形和质量。
一般而言，选择较高的转速和较低的焊接速度可以获得更好的焊接质量和成形性。
较高的转速可以提高热输入和塑性材料流动，从而促进金属晶粒的再结晶和细化，有利于提高接头的强度和塑性。
同时，较低的焊接速度可以增加接头的塑性变形，减少接头的应力集中，有利于减小焊接变形和裂纹的风险。
对于铝锂合金等高强度材料，搅拌摩擦焊接头存在一定程度的软化，这是由于焊接过程中高温下的金属组织再结晶和晶粒生长所致。
此外，铝锂合金的延伸率相对较低，也会导致搅拌摩擦焊接头的延伸率降低。
为了解决这个问题，可以采用后续热处理等方法来提高接头的延伸率和强度。
2.2搅拌头形状尺寸搅拌头形状是影响搅拌摩擦焊接质量和成形性的重要参数之一。
搅拌头的形状和尺寸会影响到焊缝材料的塑性流动行为和热力耦合过程，从而影响接头的成形和性能。
一般而言，搅拌头的形状越合理，搅拌效果越好，焊接质量越高。
对于不同材料和规格的搅拌摩擦焊接，需要根据实际情况选择合适的搅拌头形状和尺寸，以获得最佳的焊接质量和成形性。
2024铝合金搅拌摩擦焊研究共3篇
2024铝合金搅拌摩擦焊研究共3篇2024铝合金搅拌摩擦焊研究12024铝合金搅拌摩擦焊研究摘要：随着机械制造行业的不断发展，越来越多的铝合金产品被广泛应用。
搅拌摩擦焊作为一种新兴的接合技术，具有与传统的接合技术相比更加显著的优势。
为了深入探究2024铝合金搅拌摩擦焊的焊接特性，本文开展了一系列实验，分析了焊接热影响区、焊缝组织结构等性能指标。
关键词：2024铝合金，搅拌摩擦焊，焊接特性，金相分析1、引言搅拌摩擦焊技术是一种新兴的固态接合技术，在汽车、航空航天、船舶制造等领域有着广泛的应用。
相较于传统的接合技术，搅拌摩擦焊具有焊接速度快、焊缝强度高、热影响区小等优势，因此备受关注。
其中，铝合金产品的制造领域，搅拌摩擦焊技术也得到了越来越广泛的应用。
2024铝合金是一种常用的高强度铝合金。
它有良好的耐腐蚀性、加工性和低密度等优点，被广泛应用于航空航天、船舶制造等领域。
因此，研究2024铝合金的搅拌摩擦焊技术，具有重要的现实意义和科学价值。
2、实验方法本实验采用了直径为10mm、厚度为2mm的2024铝合金板材作为实验材料。
在实验过程中，我们针对不同的搅拌头转速、焊接速度和夹紧力等参数，开展了一系列的实验测试。
通过实验得出了不同参数下，2024铝合金搅拌摩擦焊的焊接性能指标。
3、实验结果通过对实验结果的分析，我们得出了以下几个结论：（1）随着搅拌头转速的提高，搅拌时间会减少，焊接中的热影响区域也会缩小。
但是，如果转速太高，会导致合金材料的塑性变差，焊接强度反而会降低。
（2）增加焊接速度可以提高焊接效率，但是过快的焊接速度会导致焊缝表面燃烧和氧化，降低焊接强度。
（3）夹紧力对焊接强度的影响非常大。
夹紧力过小，会出现焊缝错位、拉伸断裂等问题，严重影响焊接质量。
夹紧力过大，会增加合金材料的塑性变形，进而影响焊接强度。
（4）通过金相显微镜的观察，我们发现焊接区域的金相组织结构非常致密，焊接区域的显微硬度与母材相近。
摩擦搅拌焊接实验报告
摩擦搅拌焊接实验报告摩擦搅拌焊接（Friction Stir Welding，FSW）是一种先进的金属焊接技术，广泛应用于飞船、船舶、航空、汽车等领域。
本实验主要通过摩擦搅拌焊接工艺进行铝合金的焊接，对焊接接头的力学性能和金相组织进行研究与分析。
实验步骤：1. 准备材料：选取两块相同尺寸的6061铝合金板材进行焊接。
板材表面清洁干净，以保证焊接效果。
2. 确定焊接参数：根据铝合金的材料性能，选择合适的转速和下压力。
转速一般为500-2000转/分钟，下压力一般为5-20 kN。
3. 进行焊接：将两块板材对接，夹紧固定在焊接夹具中。
焊接搅拌头放在板材连接处，并开启电机。
根据焊接参数，控制转速和下压力。
焊接头在高速旋转摩擦过程中，通过机械搅拌使连接处金属软化并混合，形成连续的焊缝。
4. 修整焊缝：焊接完成后，用金属锉刀去除焊接缝表面的毛刺和凸起部分。
5. 金相组织观察：将焊接接头的横截面进行金相组织观察，使用金相显微镜观察焊缝区域和热影响区的组织变化。
6. 力学性能测试：对焊接接头进行拉伸试验和硬度测试，测试焊缝区域的强度和硬度。
结果与讨论：根据实验结果，摩擦搅拌焊接获得的铝合金焊接接头具有明显的优势。
通过金相组织观察，焊缝区域晶粒细化，高温区发生晶格重组和析出相变化。
焊缝区域具有优良的力学性能和硬度。
拉伸试验结果显示，摩擦搅拌焊接接头的强度高于基材，接近基材强度，焊缝区表现出良好的塑性延展性。
硬度测试结果显示，焊接接头的硬度略高于基材，说明焊缝区存在一定的形变硬化效应。
总结与展望：本实验通过摩擦搅拌焊接工艺进行铝合金的焊接，并对焊接接头的力学性能和金相组织进行了研究。
实验结果表明，摩擦搅拌焊接获得的铝合金焊接接头具有良好的力学性能和硬度。
但是，还需要进一步研究焊接参数对焊接接头性能的影响，优化焊接工艺以提高焊接质量。
此外，还可以研究不同材料的焊接接头的力学性能和金相组织，扩大该焊接技术的应用范围。
铝合金搅拌摩擦接头的熔焊工艺研究
铝合金搅拌摩擦接头的熔焊工艺研究铝合金因其重量轻、抗腐蚀性能好等优点，得到了越来越广泛的应用，其中搅拌摩擦接头技术是其中重要的一种连接方式，它不仅能够避免传统焊接方法中常见的熔裂、变形、气孔等问题，而且具有高强度、耐疲劳、耐腐蚀等优点。
本文旨在探讨铝合金搅拌摩擦接头的熔焊工艺。
一、搅拌摩擦接头原理搅拌摩擦接头是指在两种铝合金之间插入一个特殊的金属夹层，再通过摩擦力进行搅拌而达到连接效果的一种新型连接技术。
具体而言，搅拌摩擦接头可分为三个阶段：第一阶段为加热阶段，这一阶段的目的是通过摩擦产生的热量对接头进行加热，使接头表面温度超过其塑性阈值；第二阶段为搅拌阶段，这一阶段通过特殊工具对接头进行搅拌，将接头产生的塑性变形与金属夹层进行结合；第三阶段为冷却阶段，这一阶段是通过给接头提供适当的冷却条件，使接头在保证连接质量的同时避免过度的变形。
二、工艺流程对于铝合金搅拌摩擦接头的熔焊工艺，其工艺流程如下：1、准备焊接材料首先需要选择合适的铝合金材料，并对其进行清洗和预热处理。
此外，还需要准备搅拌摩擦接头金属夹层，并对其进行表面处理。
2、准备工具在进行接头焊接前，需要准备好特殊的搅拌摩擦接头工具，其中工具的形状和尺寸要根据具体的焊接需求进行选择。
3、接头加热将待焊接的两个铝合金材料加热到一定的温度，此时即可进行接头搅拌。
4、接头搅拌使用特殊的搅拌摩擦工具对接头进行搅拌，并调节摩擦力和搅拌速度，使金属夹层与基材发生塑性变形，并形成均匀的接头。
5、冷却处理将焊接后的接头进行适当的冷却处理，使其能够保持连接强度，并避免过度变形。
三、工艺参数搅拌摩擦接头的熔焊工艺需要控制的主要参数有摩擦速度、搅拌力和冷却时间等，具体的参数设置需要根据铝合金材料的种类和焊接的具体要求来进行选择。
举例而言，在对6xxx系铝合金进行搅拌摩擦接头时，摩擦速度可以设置为1000~1500转/分钟，搅拌力可以设置为30~40KN，冷却时间可以设置为几分钟到几十分钟不等。
铝合金搅拌摩擦点焊的研究现状及发展方向
铝合金搅拌摩擦点焊的研究现状及发展方向
一、引言
铝合金作为一种轻质高强度材料，广泛应用于航空、汽车、电子等领域。
而搅拌摩擦点焊作为一种新型的焊接技术，具有焊接速度快、焊接质量高、环保等优点，因此在铝合金焊接领域备受关注。
二、研究现状
目前，国内外对铝合金搅拌摩擦点焊的研究已经取得了一定的进展。
在焊接参数方面，研究者通过对搅拌头形状、转速、下压力等参数的优化，实现了焊接接头的强度和密实度的提高。
在焊接材料方面，研究者通过对不同铝合金材料的焊接试验，发现了不同材料之间的焊接特性和适用性。
在焊接工艺方面，研究者通过对焊接过程中的温度、应力等因素的控制，实现了焊接接头的质量稳定和可靠性提高。
三、发展方向
未来，铝合金搅拌摩擦点焊的研究方向主要包括以下几个方面：
1. 焊接参数的优化：通过对搅拌头形状、转速、下压力等参数的进一步优化，实现焊接接头的强度和密实度的提高。
2. 焊接材料的拓展：研究者可以通过对不同铝合金材料的焊接试验，
发现更多材料之间的焊接特性和适用性，以满足不同领域的需求。
3. 焊接工艺的改进：通过对焊接过程中的温度、应力等因素的更加精
细的控制，实现焊接接头的质量稳定和可靠性提高。
4. 自动化生产的实现：通过自动化设备的应用，实现铝合金搅拌摩擦
点焊的大规模生产，提高生产效率和质量。
四、结论
铝合金搅拌摩擦点焊作为一种新型的焊接技术，具有广阔的应用前景。
未来，我们需要在焊接参数、材料、工艺和自动化生产等方面不断探
索和创新，以实现铝合金搅拌摩擦点焊技术的更加完善和成熟。
铝合金的搅拌摩擦焊
铝合金的搅拌摩擦焊
铝合金的搅拌摩擦焊 /z/jichuang/310336.html摘要：本文在具体先容搅拌摩擦焊原理、特点的基础上，针对铝合金的搅拌摩擦焊特点、性能以及产业应用作了具体的阐述，并且对搅拌摩擦焊在中国市场的发展和应用作了简略先容和猜测。
产业生产中，搅拌摩擦焊不仅可以焊接筒形零件的环缝和纵缝，而且考虑搅拌摩擦焊是一个固相连接过程，不受重力影响，所以搅拌摩擦焊可以实现全位置空间焊接，如水平焊、垂直焊、仰焊以及任意位置和角度的轨道焊。7 搅拌摩擦焊设备搅拌摩擦焊技术的发展和成熟，促进搅拌摩擦焊设备的设计、制造以及在产业制造领域的生产应用。针对不同的零部件和应用对象，世界范围内的搅拌摩擦焊设备制造商：如ESAB、FSWLI、GEMCOR、GTC、HITAHI、KAWASAKI、MTS、TWI、Danstir、FSL、MTS、Stirtec、和CFSWC 等，开发研制了系列化的搅拌摩擦焊专用设备，并且在航空、航天、船舶、汽车等制造领域得到应用。在中国市场（包括香港、澳门和台湾），北京航空制造工程研究所于2002 年4月18 日与英国焊接研究所TWI 正式签署协议，并且双方决定在专利许可和全面技术合作基础上建立中国搅拌摩擦焊中心（China FSW Center）。中国搅拌摩擦焊中心是目前中国地区唯一被授予搅拌摩擦焊设备制造许可的单位，本论文发稿时，中心已经为国内市场完成了3 台贸易性质搅拌摩擦焊专用设备的设计工作，如图11 所示，该设备可以焊接壁厚为2-15mm 的铝合金筒形零件，被焊零件的最
铝合金薄板的搅拌摩擦焊工艺及性能的研究的开题报告
铝合金薄板的搅拌摩擦焊工艺及性能的研究的开题
报告
一、研究背景及意义
铝合金材料具有良好的机械性能、耐腐蚀性和导热性，已广泛应用
于航空、汽车、电子等领域。
而对于一些轻量化要求较高的产品，如飞机、汽车等，更需采用铝合金薄板进行制造，以减少重量。
然而，传统
的铝合金薄板焊接方法存在诸多问题，如裂纹、变形等，影响产品质量。
因此，寻找新的铝合金薄板焊接技术已成为研究热点。
搅拌摩擦焊是一种适用于铝合金薄板焊接的新技术，通过机械搅拌
和热力作用，将两个铝合金薄板接合在一起，不需要添加任何填充材料，焊接接头强度高、无明显变形、裂纹等缺陷。
因此，研究铝合金薄板搅
拌摩擦焊的工艺及性能，对于提高产品质量、减少生产成本，具有重要
的现实意义。
二、研究内容及方案
本文将从铝合金薄板搅拌摩擦焊的工艺角度出发，探究其合适的工
艺参数，包括转速、搅拌头形状、压力等对焊接质量的影响，通过实验
方法考察不同参数组合下焊接接头的强度、变形、裂纹等性能指标。
同时，对于焊接接头的微观结构等进行显微镜等测试与分析，以深入了解
铝合金薄板搅拌摩擦焊的机理和性能，并对其工程应用提供依据。
三、研究预期
通过对铝合金薄板搅拌摩擦焊工艺的研究，可望在焊接质量、生产
效率、产品质量等方面取得优异的表现，为铝合金薄板的生产提供科学
依据和技术支持。
同时，可望为当前和未来的铝合金薄板焊接技术的研
究提供有益的参考和借鉴。
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Ｊ－２００７年第２期总第５０期
４现代焊接专题综述ＴｏｐｉｃＳｕｍｍａｒｙ
搅
铝合金搅拌摩擦焊ＬＦ６工艺及性能研究概述
铜陵有色金属集团公司机械总厂技术质量中心
杨善来清华大学机械工程系先进成形制造教育部重点实验室
张学粮
史清宇
李鸿克
李亭
的研究。
有人对ＬＦ６的搅拌摩擦焊研究表明，对于ＬＦ６的对接接头，当板厚δ＝３ｍｍ时，焊接速度ｖ＝４７．５￣７５ｍｍ／ｍｉｎ为其最佳力学性能规范；板厚δ＝２和１．５ｍｍ时所对应的最佳力学性能规范的焊接速度分别为１１８￣１５０ｍｍ／ｍｉｎ和１９０￣３７５ｍｍ／ｍｉｎ。
另有人通过对ＬＦ５的搅拌摩擦焊研究表明，当ω／ｖ为定值时，当转速ω在１０００￣１８００ｒｐｍ变化时，焊缝的抗拉强度和延伸率随着旋转速度ω的增加而增加，当旋转速度ω达到１５００ｒ／ｍｉｎ时，焊缝
［４］拌摩擦焊（ＦｒｉｃｔｉｏｎＳｔｉｒＷｅｌｄｉｎｇ，简称ＦＳＷ）是英国焊接研究所（简称
ＴＷＩ）１９９１年发明的一种固态连接技术。
搅拌摩擦焊问世以来，已受到世界上主要工业化国家焊接界的重视，许多大学、研究所、公司都在进行与该工艺相关的研究工作。
在其十几年的发展过程中，得到了国内外的普遍研究。
搅拌摩擦焊的工作原理是：转动的夹持器带动搅拌头高速旋转使探针（Ｐｒｏｂｅ）迅速钻进被焊接件的接缝，搅拌头的轴肩（Ｓｈｏｕｌｄｅｒ）与焊接工件表面紧密接触；然后，焊接头沿着焊接方向移动，被焊接工件在受力和摩擦热的作用下产生热塑性变形从而实现材料的连接。
由于焊接温度低，相比传统的熔焊工艺，搅拌摩擦焊具有许多优点，如变形小、焊后残余应力低等。
目前，国内外对搅拌摩擦焊的焊接工艺和焊缝性能都进行了不同程度
［１］［２］
［３］的抗拉强度和延伸率都达到最大值
３０４ＭＰａ，当旋转速度ω进一步增加，焊缝的抗拉强度逐渐减少。
国外选用２０２４Ａｌ－Ｔ３的板厚为４ｍｍ和１．６ｍｍ板材对ＦＳＷ的研究结果表明，焊速转速比恒定，ＦＳＷ焊缝的屈服强度和抗拉强度随着转速增大而增大，同时韧性也有不同程度的提高。
由此可见，由于所用搅拌头的不同，不同研究者的研究结果并不相同，同时他们所得到的焊缝的最佳性能以及获得最佳性能的工艺参数也有较大差别，因此，本课题选用铝合金ＬＦ６对搅拌摩擦焊的工艺以及接头性能展开了研究。
防锈铝ＬＦ６是一种十分重要的结构材料，由于它有较高的比强度，在国民经济的各个领域都有重要的应用。
采用常规的氩弧焊工艺对ＬＦ６进行焊接容易产生气孔、裂纹和变形较大等缺陷，大大限制了ＬＦ６的应用。
利用搅拌摩擦焊技术，有望消除熔焊时的缺陷，且能保证焊接接头的性能。
搅拌摩擦焊实验平台如图１所示。
［５］［６］１
实验
１．１
工艺试验
ＴｈｅｓｕｍｍａｒｙｏｆＡｌｕｍｉｎｉｕｍａｌｌｏｙＬＦ６ＦＳＷｐｒｏｃｅｓｓａｎｄｉｔｓｐｒｏｐｅｒｔｙｒｅｓｅａｒｃｈ
作者简介：杨善来（１９６４－），男，焊接高级工程师，１９８４年毕业于沈阳大学焊接专业，目前主要从事焊接工艺方面的研究工作。
由于所用搅拌头的不同，不同研究者的研究结果并不相同，同时他们所得到的焊缝的最佳性能以及获得最佳性能的工艺参数也有较大差别，因此，本课题选用铝合金ＬＦ６对搅拌摩擦焊的工艺以及接头性能展开了研究。
现代焊接２００７年第２期总第５０期Ｊ－５
专题综述
ＴｏｐｉｃＳｕｍｍａｒｙ
试验所用材料为ＬＦ６防锈铝，规格６０ｍｍ×１５０ｍｍ×３ｍｍ，试验所用工艺参数如表１所示。
由于在实际的应用中希望不对焊缝进行打磨等后处理而直接使用，因此，将焊接接头不经过打磨处理直接加工成拉伸试样，在ＷＤＷ型微机控制电子万能试验机上对焊缝进行抗拉强度测试。
由于时间关系，目前还只完成了一部分试验，更多工艺参数下焊缝性能的试验正在进行。
采用日立Ｓ－４５０型扫描电镜（Ｓｅｍ－４５０）对拉伸试样的断口进行了观察，由于时间关系，对焊缝组织的金相分析工作刚刚开始，更深入的研究仍在进行中。
１．２
力学性能试验
１．３
微观组织分析
焊速ｖ（ｍｍ／ｍｉｎ）
１１８
１５０１９０２３５３００３７５４７５６００７５０１１８１５０１９０３７５７５０
转速（ｒｐｍ）
６００
６００６００６００６００６００６００６００６００７５０７５０７５０７５０７５０
材料
ＬＦ６
表１
焊接试验工艺参数
（ａ）断口全貌×３１；（ｂ）断口上部区域×１０００
图５试样断口典型形貌（ｖ＝１１８ｍｍ／ｍｉｎ，ω＝４７５ｒｐｍ）
２
结果及分析
２．１
结
果
实验发现，不同的焊接工艺参数，
可以得到宏观形貌差别较大的焊缝，如图２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）所示。
通过对拉伸过程进行观察，发现当加载力升高至７ｋＮ左右时，试样背面开始出现裂纹。
试样的典型拉伸断裂
情况如图３、４所示，其中图４为某一个试样断口的横截面外观。
试样断口的电镜照片如图５（ａ）、（ｂ）所示。
工艺参数为ｖ＝
应力／％
图６搅拌摩擦焊焊缝应力应变曲线
（ｖ＝１１８ｍｍ／ｍｉｎ，ω＝４７５ｒｐｍ）
１１８ｍｍ／ｍｉｎ，＝４７５ｒｐｍ的焊缝对应的应力应变曲线如图６所示。
ω２．２结果分析
从工艺试验结果图２可以得出，
通过选择合适的焊接工艺参数，能够获得宏观形貌优良的焊缝。
从图３和图４可以看出，试样断口出现了分层现象。
结合图５电镜照片中焊缝上部的大量韧窝来看，焊缝上部的断裂形式为韧性断裂，在
焊缝的下部没有发现韧窝，初步推断这部分的断裂为非韧性断裂。
综
Ｊ－２００７年第２期总第５０期
６现代焊接专题综述ＴｏｐｉｃＳｕｍｍａｒｙ
合来看，笔者认为，在搅拌摩擦焊中，焊缝的底部因为没有发生充分搅拌，这部分区域的材料结合较弱，拉伸时断裂首先从这里开始，某种程度上降低了焊缝的强度。
上部区域因为搅拌充分，动态再结晶过程进行充分，因而结合强度较高并发生韧性断裂。
从图６所示的应力应变曲线可以看出，实验所得焊缝的抗拉强度可以达到３１２ＭＰａ，而母材的抗拉强度为３４０ＭＰａ，所以，焊缝的抗拉强度达到了母材抗拉强度的９１．７％。
目前，更多的力学性能试验正在开展。
随着更多工艺参数下的搅拌摩擦焊试验的进行，有望寻找到最优工艺参
数并进一步提高焊缝的强度。
迄今为止，课题进展已能够使焊缝的抗拉强度达到母材的９０％以上，而通过选择合适的工艺参数，有望获得缺陷更少，组织更为致密的焊缝，从而进一步提高焊缝的抗拉强度。
３．１
通过合理选择工艺参数，已经实现了对铝合金ＬＦ６的搅拌摩擦焊连接，获得外观成形良好的搅拌摩擦焊焊缝；３．２搅拌摩擦焊缝接头的抗拉强度可达到母材强度的９０％以上；３．３
焊缝的断裂形式以韧性断裂为主，焊缝背部局部区域断口未发现
韧性断裂特征，这部分区域是进一步提高焊缝强度的关键。
［７］
３结束语
参考文献
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