铝合金摩擦焊接技术研究现状及发展趋势
铝焊行业的发展趋势
铝焊行业的发展趋势
铝焊行业的发展趋势主要体现在以下几个方面：
1. 创新焊接技术：随着科技的进步和市场需求的不断变化，铝焊行业不断引进和研发新的焊接技术，如激光焊接、摩擦搅拌焊接等，以提高焊接质量和效率。
2. 电动化和智能化：随着电动车和智能制造的快速发展，铝焊行业将面临电动车用铝焊接技术的需求增加和智能化生产的要求，自动化设备和智能机器人的应用将得到进一步推广。
3. 轻量化需求：由于铝合金具有轻质、高强度的特点，被广泛应用于汽车、航空航天、建筑等领域，随着轻量化趋势的不断发展，铝焊行业将迎来更广阔的市场需求。
4. 环保可持续发展：焊接过程中产生的废气、废水和废渣等环境污染问题，将推动铝焊行业向环保和可持续发展方向转变。
采用环保焊接工艺和材料，提高资源利用率，实现绿色发展将成为行业的发展目标。
5. 国际合作和市场竞争：随着全球经济一体化的发展，铝焊行业将面临来自国外的竞争和合作机会。
加强国际合作，争取更多的技术和市场资源，提升自身的竞争力，将是行业发展的重要方向。
总的来说，铝焊行业的发展趋势是技术创新、电动化和智能化、轻量化需求、环保可持续发展和国际合作与竞争。
这些趋势将带动铝焊行业迎来更广阔的市场和发展机遇。
铝合金材料焊接技术研究进展
铝合金材料焊接技术研究进展铝合金材料焊接技术是一种非常重要的技术，随着人们对新材料的需求越来越高，铝合金材料焊接技术的研究也越来越深入。
目前，铝合金材料焊接技术已经发展到了比较成熟的阶段，但仍然有一定的问题存在。
本文将围绕铝合金材料焊接技术的研究进展，分别从焊接技术、焊接材料和焊接设备三个方面进行探讨。
一、焊接技术目前，常见的铝合金材料焊接技术主要有极限板厚薄板焊接技术、熔核焊接技术、电子束焊接技术、激光焊接技术等。
极限板厚薄板焊接技术是一种常见的技术，其主要特点是焊缝宽度较小，但焊接速度快，适合焊接铝合金材料的薄板。
熔核焊接技术是一种比较常见的技术，其主要特点是焊缝质量较高，但焊接速度相对较慢，适合焊接工程上的铝合金材料。
电子束焊接技术是一种高能量密度焊接技术，适用于焊接铝合金材料的高强度部位。
激光焊接技术是一种焊接速度快、焊缝热影响区小、适合焊接薄板的技术。
这些焊接技术均有其优点和缺点，需要根据实际需要选用合适的技术进行焊接。
二、焊接材料焊接材料对于焊接质量的影响非常大，目前常见的焊接材料主要有铝合金焊接材料和焊接钨丝。
铝合金焊接材料是一种用于焊接铝合金材料的特殊材料，可针对不同的铝合金材料选择不同的焊接材料进行焊接，并根据实际需要控制焊接时的温度和垂直度。
焊接钨丝是一种用于支撑焊接材料的材料，其主要作用是稳定熔池形态，提高焊接质量。
三、焊接设备焊接设备是焊接过程中非常关键的一环，目前常见的焊接设备主要有TIG焊机、MIG焊机、激光焊接设备和电子束焊接设备等。
TIG焊机是一种常见的焊接设备，主要用于焊接薄板和焊接形状复杂的铝合金材料。
MIG焊机是一种自动化焊接设备，其主要特点是高效率、高生产率和高质量。
激光焊接设备是一种高能量密度焊接设备，其优点是焊接高速、焊缝热影响区小，适合焊接铝合金材料的高强度部位。
电子束焊接设备是一种高能量密度焊接设备，其焊接质量较高，适用于焊接高难度或高质量要求的铝合金材料。
铝合金焊接技术研究现状
铝合金焊接技术研究现状铝合金作为近年来迅速崛起的工程金属材料，由于其密度低、比强度及比刚度高、具有较好耐蚀性等一系列优点，在航空航天、汽车、舰船等领域得到了广泛的应用。
但是焊接中出现的焊接性差、成形层性能不佳等一系列问题又制约着铝合金结构件的发展，因此铝合金焊接技术成为了国内外很多学者研究的主要方向之一。
铝合金性能概述1.铝是一种非常轻的金属材料，密度仅为2.7g/cm3，约为钢密度的36%。
采用铝合金制造机械零部件，可显著减轻重量，达到轻量化和节能减排的效果。
2.铝合金的比强度、比刚度高于45钢和ABS塑料。
采用铝合金材料，有利于制造刚性要求高的整体构件。
3.铝合金具有优良的导热、导电和耐蚀等性能。
A380铝合金与其他材料性能参数对比如表1所示。
4.铝合金具有良好的切削性和可回收利用性。
如果假设最易切削的镁合金的切削阻力系数为1，则其他金属的切削阻力如表2所示。
可见，铝合金的切削阻力小于铜、铁等材料，切削加工较为容易。
表1 几种材料参数对比表2 常见合金的切削阻力铝合金焊接特点受铝合金理化特性的影响，在焊接过程中存在一定难度，目前的铝合金焊接主要存在以下几个问题：热应力、烧蚀蒸发、固态夹杂、气孔塌陷等：•热应力铝合金的热膨胀系数较高，弹性模量较小。
在焊接过程中，由于铝合金变形大、线膨胀系数大，凝固时体积收缩率达6%左右，且冷却速度和熔池一次结晶速度快，导致焊缝的内应力和焊接接头的刚性拘束度较大，易使铝合金接头内产生较大的内应力，引起较大的焊接应力与变形，形成裂纹、波浪变形等缺陷。
表3 各金属热膨胀系数比较•烧蚀蒸发铝的熔点为660℃，沸点为2647℃，相比于铜、铁其他金属元素较低。
在焊接过程中，如果焊接温度过高，容易产生爆炸并形成飞溅，尤其在高能束焊接时更易发生，如图1所示。
另外，铝合金中添加的合金元素有的沸点较低，在焊接的瞬时高温下极易蒸发烧损，爆炸产生的飞溅也会带走部分液滴，从而不可避免的改变了焊缝区的预定化学成分，不利于焊接接头的性能调控。
铝合金焊接技术的研究现状及发展趋势
铝合金焊接技术的研究现状及发展趋势发布时间：2022-11-08T07:23:33.659Z 来源：《福光技术》2022年22期作者：袁江[导读] 铝合金具有较高的比强度、良好的耐蚀性，并且材料品种覆盖范围大，是优良的轻质结构材料，在汽车、轨道交通、航空航天及船舶等行业获得广泛应用。
新疆乌鲁木齐石化公司检维修中心维修二车间新疆乌鲁木齐 830019摘要：长期以来，铝合金激光焊接是科研院所和企业持续进行技术研究和应用的难点和热点领域，随着市场对结构轻量化需求的持续增长，以及国产高功率激光器、激光头产品逐渐发展成熟，激光焊接系统成本呈现下降趋势。
在此背景下，限制铝合金激光焊接应用扩大的关键瓶颈将由成本投入向焊接工艺转变，突破新型/难焊铝合金材料、以及厚板复杂结构在特定应用场合的激光焊接工艺将成为铝合金激光焊接技术的发展趋势和应用增长的动力源泉。
关键词：铝合金；激光焊接；焊接工艺；应用铝合金具有较高的比强度、良好的耐蚀性，并且材料品种覆盖范围大，是优良的轻质结构材料，在汽车、轨道交通、航空航天及船舶等行业获得广泛应用。
近年来，激光焊接作为高效率、低热输入、高柔性的高质量连接技术在国内市场获得越来越多的关注和应用。
铝合金激光焊接技术的应用和发展主要受到三方面因素的影响：一是铝合金材料的发展，材料的焊接性与满足应用条件的强塑性、耐蚀性等性能提升；二是激光焊接工艺研究与焊接质量评估的成熟度；三是激光焊接设备，包括激光器的快速发展，以及激光束的输出形式、调控方式的多样化等。
在上述基础上，针对不同行业、场景的应用需求，可供选择与搭配的激光焊接系统在成本和工艺上更具有灵活性和适用性。
1 铝合金焊接技术的研究现状1.1 传统焊接技术铝合金的传统焊接技术包括TIG焊、MIG焊、等离子弧焊等。
这些技术的焊接工艺已经比较成熟，现阶段的研究重点在于改善与创新。
1998年由肯塔基大学的机器人及制造系统中心和美国国家科技基金资助而研制的双焊枪TIG焊，可以不用填充焊丝，并能增加熔深；芬兰Kemppi公司2001年在市场上推出的一款全数字化脉冲（double pulse）MIG焊机Kemppi pro Evolution，使得送丝速度与脉冲频率相适应从而提高焊接质量；美国航空航天管理局（NANA）对变极性进行了大量的研究，成功研制了以变极性等离子弧焊工艺（VPPAW）为核心的焊接技术和相应的设备，并成功地实现了厚板铝合金构件的焊接。
铝-钢异种金属搅拌摩擦焊研究现状及展望
铝-钢异种金属搅拌摩擦焊研究现状及展望随着现代工业的不断发展，钢、铝等金属材料越来越广泛地应用于航空航天、汽车、轮船、火车等领域，因此如何实现这些材料的高效连接成为了一个研究热点。
传统的焊接技术，如电弧焊、气体保护焊等，存在着成本高、工艺复杂、易污染等缺点。
而摩擦焊因其无污染、低成本、高效率等优点，受到了广泛关注。
然而，由于钢和铝之间存在严重的材料差异，铝-钢异种金属摩擦焊变得极具挑战性。
目前，针对铝-钢异种金属摩擦焊问题，研究者结合实验和模型仿真等手段进行了广泛的研究。
研究成果主要涉及以下几个方面：（1）难点问题：铝和钢两种材料在摩擦焊接过程中存在的差异性使得焊接过程非常困难，如界面反应、扭转瞬间的热变形、金属蒸发等问题都需要克服。
而传统的工艺参数无法适用于铝-钢异种金属摩擦焊的情况，因此需要针对性的工艺参数优化。
（2）优化工艺方法：研究者发现，在铝-钢异种金属搅拌摩擦焊中，采用混合力和无负荷起始工艺是一种优化的焊接方法。
混合力可以增加初始焊接质量，无负荷起始可以减小焊接过程中的不均匀性。
（3）材料界面特性：从焊缝的微观结构、硬度分布和断口形貌等方面研究铝和钢之间的界面特性，可以更深入地理解铝-钢异种金属摩擦焊的本质。
（4）金属熔深分析：采用热仿真实验和有限元模拟等手段，对铝-钢异种金属焊接时的金属熔深进行分析，可以为优化焊接工艺提供指导。
未来展望：（1）工艺参数寻优：针对铝-钢异种金属焊接，在工艺参数寻优方面还有待进一步探索，如利用人工智能等技术快速优化焊接参数。
（2）界面反应机理研究：界面反应是阻碍铝-钢异种金属焊接的重要因素，未来需要在深入研究其机理的基础上，开发新的界面调节材料和工艺方法。
（3）高强度焊接研究：针对铝-钢异种金属的高强度焊接需求，需要研究更高效、更稳定的工艺及材料组合。
总之，铝-钢异种金属搅拌摩擦焊是目前一个富有挑战的问题，但其优越性是显而易见的。
在未来的研究中，应不断深入探索其机理，提高其焊接强度、耐久性和适用范围，从而更好地实现铝-钢异种金属的高效连接。
铝合金焊接技术研究现状及进展
铝合金焊接技术研究现状及进展摘要：铝合金在机械制造业中作为其他原材料发挥着不可替代的作用，因此铝合金车身的发展趋势非常迅速。
特别是近年来，我国铝合金材料的焊接技术也发展迅速，出现了许多新的焊接技术，如TIG焊接技术、CMT企业焊接技术、激光焊接和摩擦混合焊接。
这种新的焊接技术显示出了巨大的工艺优势，为自动焊接技术提供了理论依据。
基于此，本文通过对铝合金焊接技术的简要介绍，对铝合金材料焊接工艺的发展进行了展望，如CMT企业焊接、TIG焊接、高能相对密度焊接、低温等离子氩弧焊、MIG企业焊接、，针对铝合金材料的焊接工艺，分析了各种焊接工艺的特点。
关键词：铝合金；焊接技术；现状；进展1铝合金焊接时存在的问题1.1焊接变形铝合金具有抗拉强度低、传热能力强、线膨胀系数高等特点，导致原材料在整个焊接过程中产生较大的变形内应力。
在变形内应力的作用下，焊接件可能会发生水平、垂直、波浪、弯曲、变形等各种变形。
1.2气孔焊接过程中，由于弧柱区保护气体的密封不严以及保护性气体中存在微量水分，熔池金属吸收了周围环境中的H元素，结合形成H2泡。
来不及逸出的H2气泡残留在焊缝中形成氢气孔。
1.3裂纹铝合金焊接区和焊接区附近存在低熔点共晶，加热后易熔化。
熔融液体低熔点共晶流出后，位错和亚晶界处存在间隙，即裂纹。
1.4接头软化在铝合金的整个焊接过程中，熔化的形状记忆合金冷却速度更快，并且很容易冷凝。
凝固后，α离子晶体和非平衡碳化物相，随着制冷效率的进一步扩大，位错处产生的网状碳化物机制降低了接头的抗压强度和塑性，导致接头软化。
2铝合金焊接技术策略2.1点链接技术现状在某些情况下，一般的焊接工艺无法进行焊接过程，因此必须调整焊接方式。
例如，在车辆加工制造行业，点焊已得到广泛应用。
因此，针对铝合金点焊技术的发展趋势，对铝合金点焊技术在加工制造行业的推广应用具有重要的现实意义。
铝合金点焊的关键加工技术包括电阻点焊、混合摩擦点焊、激光点焊等。
铝合金焊接技术的研究现状及发展趋势
建材发展导向2020年第1期铝合金焊接技术的研究现状及发展趋势曲瑞1王洋2（1.沈阳盛达因机电设备有限公司，辽宁沈阳110000；2.沈阳蒙塔萨汽车零部件有限公司，辽宁沈阳110000）摘要：调查显示,在工业生产领域中,铝合金的产量仅次于钢铁的产量。
铝合金的耐腐蚀性、导电性和传热性,使其能够广泛的应用于汽车制造业、造船业和航天航空产业中,并且,容器制造、娱乐和体育器材等制造业中,也经常看到铝合金的应用。
关键词：铝合金焊接技术;研究现状;发展趋势1铝合金焊接技术的研究现状1.1传统焊接技术铝合金的传统焊接技术包括TIG焊、MIG焊、等离子弧焊等。
这些技术的焊接工艺已经比较成熟,现阶段的研究重点在于改善与创新。
1998年由肯塔基大学的机器人及制造系统中心和美国国家科技基金资助而研制的双焊枪TIG焊,可以不用填充焊丝,并能增加熔深;芬兰Kemppi公司2001年在市场上推出的一款全数字化脉冲(doublepulse)MIG焊机KemppiproEvolution,使得送丝速度与脉冲频率相适应从而提高焊接质量;美国航空航天管理局(NANA)对变极性进行了大量的研究,成功研制了以变极性等离子弧焊工艺(VPPAW)为核心的焊接技术和相应的设备,并成功地实现了厚板铝合金构件的焊接。
1.2高能束焊电子束焊,激光焊都是高能量束焊,其显著特点是焊接能量大,焊缝深宽比高,焊接速度快,但是也存在一定的缺陷。
Guitterz,L.A和Belforte,D.A等人用激光焊接铝合金时发现铝合金对能量反射较大,吸收效率不高;乌克兰的邦达列夫将铝合金电子束焊接时焊缝常见缺陷分为以下几种裂纹、气孔、未焊透、焊缝成型变化,特殊缺陷,并把电子束焊接过程中合金元素的汽化损失归于特殊缺陷;台湾中山大学黄儒瑛在铝基复合材料的电子束焊接时发现合金由于成分挥发散失,使合金基材无法产生足够的强化相Mg2Si,从而导致复材的强度降低。
1.3固相焊接技术在实际生产中,固相焊接技术已经用于许多铝合金的焊接中。
铝合金焊接技术和应用研究
铝合金焊接技术和应用研究铝合金是一种广泛应用于工业领域的材料。
铝合金具有轻质、高强度、耐腐蚀等优点，在航空、汽车、船舶等领域得到了广泛应用。
铝合金的焊接技术也随着使用领域的不断扩大而得到了更多的研究和应用。
一、铝合金焊接技术概述铝合金焊接技术主要包括氩弧焊、TIG焊、MIG焊、激光焊等不同种类。
其中，氩弧焊是目前应用最为广泛的一种焊接技术。
氩弧焊具有焊缝质量好、成本低等优点，可用于航空、航天、汽车等领域的铝合金结构件的焊接。
TIG焊是一种适用于薄壁铝合金材料的焊接技术。
TIG焊具有功率控制、热输入量小、焊接速度快等优点，在航空、电子等领域得到广泛应用。
MIG焊是近年来发展起来的一种新型铝合金焊接技术。
MIG焊具有焊缝良好、成本低等优点，在汽车、电子、造船等领域的铝合金焊接中得到了广泛应用。
激光焊是一种适用于高要求、高精度、高效率的铝合金焊接技术。
激光焊是一种非接触式焊接技术，具有热影响区小、精度高、速度快等优点。
目前，激光焊用于航空、航天、汽车、电子等领域的高精度铝合金焊接中。
二、铝合金焊接技术的应用研究在航空领域，铝合金结构件的焊接质量直接关系到航空器的飞行安全。
目前，航空领域广泛应用TIG焊和高能激光焊技术。
高能激光焊具有焊缝几乎无顶部缺陷、堆焊率高等优点，是目前最为理想的航空领域铝合金结构件的焊接技术。
在汽车领域，铝合金的轻量化特性得到广泛应用。
铝合金车身结构件的焊接技术是汽车工业发展的重要技术之一。
目前，汽车领域广泛应用MIG焊、TIG焊和激光焊技术。
相较于氩弧焊来说，MIG焊和TIG焊在铝合金车身结构件的焊接中具有更好的适应性和焊缝品质。
在电子领域，铝合金是电子外壳的常用材料。
铝合金外壳的焊接技术直接关系到电子设备的密封性和机械强度。
目前，电子领域广泛应用TIG焊、激光焊技术。
相较于TIG焊来说，激光焊具有焊缝更细、威胁成像性好等优点，更适用于电子外壳的高密度、高精度焊接。
三、铝合金焊接技术的未来发展趋势随着新材料、新工艺的不断涌现，铝合金焊接技术也将不断发展。
铝合金车体搅拌摩擦焊技术应用现状及发展趋势
铝合金车体搅拌摩擦焊技术应用现状及发展
趋势
铝合金车体搅拌摩擦焊（FSW）技术是一种无焊接材料熔化的焊接技术，具有轻质化、高强度、低成本、环保等优点，因此在汽车制造行业得到了广泛的应用。
目前，铝合金车体搅拌摩擦焊技术已经在欧美等发达国家被广泛应用，而在中国也开始逐渐普及。
值得注意的是，在我国，铝合金车体搅拌摩擦焊技术仍面临一些挑战，如技术瓶颈、设备资金、技术人才缺乏等问题。
因此，需要进一步加强科研攻关和技术研发，提高技术水平和产业化水平，以满足市场需求。
随着5G、工业互联网等新技术的兴起，铝合金车体搅拌摩擦焊技术也将向着智能化、自动化、高效化等方向发展。
预计未来，该技术将继续得到广泛应用，成为汽车制造行业的新兴焊接技术之一。
总之，铝合金车体搅拌摩擦焊技术是未来车身轻量化、高效化的重要技术之一，未来有望在汽车制造产业中发挥越来越重要的作用。
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。
摩擦焊接技术在铝合金中的应用研究
摩擦焊接技术在铝合金中的应用研究摩擦焊接技术（Friction Stir Welding，简称FSW）是近年来发展起来的一种新的金属焊接技术，特别是在铝合金、钛合金、镁合金等材料的焊接领域中得到广泛的应用。
相较于传统的气焊、电弧焊、激光焊等，FSW技术具有焊接速度快、质量好、高效能、不含铅等诸多优点，越来越受到各大生产厂商和学术界的关注和追捧。
本文将探讨FSW技术在铝合金中的应用研究情况。
一、铝合金的特点及焊接问题铝合金是一种广泛应用于航空航天、汽车制造、机械制造等领域的重要材料，它具有轻量化、高强度、抗腐蚀性好等诸多优点，被认为是一种现代材料。
然而，由于铝的熔点较低，金属活性强等特性，铝合金的焊接成为制约其应用的重要因素。
传统的气焊、电弧焊等方法，由于存在着化合物形成、温度变化大、焊接接头中央存在缺陷等问题，无法完全满足铝合金的焊接需求。
二、FSW技术的基本工艺FSW技术是一种通过精密的转子运动，对铝合金进行塑性变形，从而实现焊接的工艺方法。
FSW的基本结构由转子、电机、夹具、压盖等组成，其工艺步骤包括深度预加热、转子穿过、力量施加、密封泄压等。
在FSW焊接的过程中，铝合金被迫流动，热量减少，成分不发生变化，从而消除了传统焊接方法中出现的气孔、组织不稳定等问题，同时也避免了引入含铅的焊材导致的环境污染。
三、FSW技术在铝合金中的应用研究由于FSW技术的优越性，越来越多的研究人员和生产厂商开始将其应用于铝合金的焊接领域。
目前，国内外已经有不少关于FSW技术在铝合金中的应用研究成果，主要包括以下几个方面。
3.1.焊接接头的组织和性能研究表明，FSW焊接的铝合金接头具有较好的组织稳定性和高强度等特点，接头中央不存在缺陷等问题。
同时，与传统焊接方法相比，FSW焊接的接头区域的晶粒尺寸更细，塑性变形量更大，耐蚀性也更好。
3.2.焊接参数优化通过对FSW焊接的参数进行优化，能够进一步提高焊接接头的强度、塑性等性能。
铝合金搅拌摩擦焊的研究现状与展望
而搅拌针下面的金属只受到流动金 属的挤压作 用 。
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Ｋｉ ｎｎ ｒｈａ ｓ Ｃ ７７ 在 ０ ５铝 合 金 搅 拌 摩 擦 焊 接 头 横 截 面 观 察 到 “ 葱 瓣 ”状 花 纹 ， 析 认 为 高 速 旋 转 洋 分 的搅 拌头 产生 摩擦 热使 搅拌 针 周 围的金 属塑 化 ， 并 在 搅 拌 头 旋 转 着 前 进 的 作 用 使 热 塑 化 金 属 沿 搅 拌 头 的 返 回 端 被 挤 向 搅 拌 针 后 方 ， 洋 葱 瓣 ”状 的 花 “
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标 识 材 料 方 法 研 究 了 搅 拌 摩 擦 点 焊 的 金 属 塑 性 流
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到焊 点底 部后 受底 板 和周 同未 塑化 金属 的 阻碍 ， 从
铝及铝合金焊接工艺的现状和发展趋势示范文本
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对铝及铝合金焊接特点进行分析，比较了TIG、MIG、PAW不同焊接方法焊接铝及其合金时的优缺点。
通过搅拌摩擦焊及变极性焊接两种焊接工艺的介绍，结合本企业产品，对两种焊接方法的应用进行了展望。
随着科学技术的发展，低密度、高强度金属材料越来越多地得到应用，铝合金以其低温特性、质量轻、强度高的优点，已经被广泛应用在航空航天、机车和民用工业中，成为一种重要的加工材料。
在铝合金的加工过程中，铝合金的焊接是其中一个重要的加工环节。
铝合金导热快在空气中容易被氧化，其表面形成一层致密、难熔、体积质量大的氧化膜，阻碍基体金属的熔合。
所以对于铝合金焊接必须可靠清理其表面致密氧化膜，才能保证正常的焊接。
目前铝合金的焊接方法有交流TIG、直流氩弧TIG、熔化极气体保护焊MIG、穿孔变极性等离子焊接、真空电子束和激光以及搅拌摩擦焊等，但应用较多的仍然是交流TIG和MIG两种方法，其余的不是工艺或设备不成熟，就是设备价格昂贵、应用场合受限制等因素而没有得到广泛应用。
在此通过对铝及其合金焊接特点及常用焊接方法的分析，对目前比较先进的铝合金焊接技术一搅拌摩擦焊和变极性焊接进行简要介绍。
铝及其合金的焊接特点1.1.采用热量集中的焊接特点从物理性能上看，铝及其合金具有导热性强而热量大，线膨胀系数大，熔点低和高温强度小等特点。
焊接时，首先必须采用能量集中的热源，以保证熔合良好；其次，要采用垫板和夹具，以保证装配质量和防止焊接变形。
例如，纯铝在370~C左右时强度不超过9.8N/mm2，因此焊接时不能采用悬空方式，否则会因支持不住溶池液态金属的重量而破坏焊缝成形。
铝锂合金焊接技术的研究现状分析
铝锂合金焊接技术的研究现状分析
铝锂合金具有密度低、强度高、刚性好、耐腐蚀等优点，因此在航空航天、汽车制造等领域有广泛的应用。
由于铝锂合金具有高熔点、热导率大、低导电性等特点，其焊接过程复杂，存在一定的难度。
研究铝锂合金焊接技术对于促进铝锂合金的应用具有重要意义。
1. 传统焊接方法：包括气体保护焊、电弧焊、摩擦搅拌焊等。
由于铝锂合金的特殊性，传统焊接方法存在着焊接接头强度低、裂纹敏感性高等问题。
2. 激光焊接技术：激光焊接技术利用高能量激光束熔化焊接材料，具有焊缝小、热影响区窄等优点，能够实现高质量的焊接。
研究表明，激光焊接能够有效降低铝锂合金的熔点和熔池温度，减少金相组织变化和热影响区的尺寸。
激光焊接设备成本高，需要精确控制焊接参数，且焊接速度较慢。
3. 摩擦焊接技术：摩擦焊接技术利用材料表面相对运动产生的焊接热量和压力使材料熔化并连接在一起。
该方法具有焊缝均匀、焊接速度快等特点。
研究表明，摩擦焊接可以有效降低铝锂合金的热影响区尺寸，并且能够实现高强度焊接。
摩擦焊接技术需要精准控制焊接参数，且在焊接过程中需要对材料进行预处理，增加了工艺复杂度。
铝锂合金焊接技术目前主要集中在激光焊接、摩擦焊接和光纤激光混合焊接等方面。
这些新技术不仅能够提高焊接接头的质量，降低热影响区尺寸，还具有组织微观结构调控和成型加工的优势。
这些新技术在工业生产中仍面临一些问题，如设备成本高、焊接参数控制难度大等，需要进一步开展研究以解决这些问题，并促进铝锂合金焊接技术的应用。
铝合金焊接技术现状研究
4 总结 （1）焊接设备与工艺对金属材料在各行业的应用起着制
约性的作用，对铝合金焊接设备与工艺的研究是铝合金广泛 应用与市场化的前提。
（2）随 着 科 技 水 平 的 不 断 提 高，应 用 于 铝 合 金 焊 接 的 新 设 备、新 工 艺 也 在 逐 步 发 展，目 前 相 对 成 熟 的 有 激 光 焊 （LBW）、超声辅助焊、搅拌摩擦焊，但这些技术也存在不同 程度的不足之处，需要进一步的完善与优化。
另外，激光焊接的设备昂贵，生产成本高。 为了克服或减少激光焊接的不足，可将激光焊与电弧焊、 等离子弧焊、搅拌摩擦焊等方法结合起来，形成复合焊技术。 3.2 超声辅助焊接技术 超声辅助焊接技术是将超声能量引入到熔池中，利用超 声波的机械振动、声空化、声流等非线性效应，使熔池产生 受迫振动，起到稳定电弧、减少缺陷、改善接头质量的作用。 超声能量在电弧焊中主要有以下作用 ：一是压缩电弧， 从而提高电弧的刚性和指向性，以更为集中的电弧能量增加 焊缝的熔深 ；二是利用超声能量产生的机械振动打断正在 生长的等轴晶粒，使得熔池中的晶粒数量增多，体积变小， 从而起到细化晶粒、组织成分均匀、焊缝力学性能增强的作 用 ；三是利用超声波产生的冲击力在焊缝区形成位错，形成 塑性应变层，从而释放焊缝处由热作用引起的残余内应力，减 小焊接变形 ；四是利用超声波产生的声空化、声流以及热效应， 减小焊缝处的温度梯度差异，使得焊缝处的温度分布和组织 分布更加均匀，从而减小由相变残余应力引起的焊接变形。 目前应用较多的超声辅助焊接技术主要有超声辅助电 弧焊和超声辅助激光焊。 超声辅助焊采用氩气做为保护气体，电源极性接法为直 流反极性接法。 在采用超声辅助激光焊时，需先用砂纸、无水乙醇打磨 擦拭工件表面，并在风干后的 24 小时内完成焊接。 超声辅助焊的设备复杂，成本较高，操作难度大，使其 在工业生产中的大规模应用受到限制。 3.3 搅拌摩擦焊（FSW） 搅拌摩擦焊（Friction Stir Welding，FSW）的工作原 理是用高速转动的搅拌头对焊接材料进行摩擦，用摩擦产生 的热量来软化母材，并使之熔合形成焊缝。 搅拌摩擦焊焊接时通过摩擦产生的热量低于焊接材料 的熔点，因此焊接材料没有被熔化，也就不存在焊接材料二
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。
铝合金焊接技术的研究现状与展望
铝合金焊接技术的研究现状与展望摘要：铝合金和铝有着耐腐蚀、比强度较高、密度较低、电导率和热导率都较高等良好的力学以及物理性能，非常适用于焊接结构的用途，因此深受机械、航天和车辆等众多工业企业的青睐。
随着科学技术的发展和科技社会的日新月异，铝合金焊接技术也在不断发展和创新。
铝合金焊接技术具有导热性好、延展性好、抗氧化能力强等优点，并被广泛地应用于我国各项重工业之中。
文章针对介绍铝合金焊接技术的特点，回顾传统铝合金技术的发展过程，分析铝合金焊接技术的研究现状与并对其进行展望。
关键词：铝合金；焊接技术；现状与发展引言铝合金焊接技术的好坏，直接决定了铝合金在实际应用中发挥的价值。
近年来，国内外对铝合金焊接技术的研制可以说取得了突飞猛进的发展，尤其是在舰船、汽车和航天工业的应用，也是备受关注。
1、铝合金焊接技术的特点铝合金具有密度小、比强度高、耐腐蚀等特点。
这些特点与其物理性质息息相关，由于这些优点，使得铝合金焊接技术具有广阔的应用空间和发展前景。
1.1抗氧化铝合金焊接的过程中，会达到铝的熔点，表面铝金属融化，由于金属铝极易氧化，在已经融化的铝金属即将滴落时，铝金属会和空气中的氧气迅速结合，形成致密的氧化铝薄膜，附着在金属表面，阻止内部已融化的铝金属进一步低落。
此时，若是想要进一步进行铝合金的焊接过程，就要换用功率更大的焊接仪器，采用大功率密度的焊接工艺。
1.2熔点铝合金的熔点高，很稳定，在焊接的过程中，能够起到吸潮的作用。
但同时，焊接的过程中，铝金属的表面极易产生气泡等缺陷，所以在焊接的过程中要注意随时清除铝合金表面的氧化铝薄膜，防止气泡影响到最终的产品质量。
1.3热导率铝合金的热导率较大，通常情况下，铝合金的热导率约为钢的4倍，所以在铝合金的焊接过程中，在相同焊接速度的条件下，铝合金的焊接技术需要更高的热输入，具体热输入约为钢材料的二到四倍。
1.4延展性金属铝的延展性较好，铝合金很好的继承了金属铝这一性质。
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。
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176 机械工程师 2013 年第 9 期
西北工业大学杨耀彬等［2］探讨了 6063 铝合金与紫铜 异种合金的连续驱动摩擦焊接技术，研究了焊缝区组织 形貌特点及不同转速下界面扩散形位和接头强度变化规 律。李庆华［3］等人以宇航工程中常用的构件材料 LY12 铝 合金为研究对象，建立了棒状试件摩擦焊的热力耦合塑 性成形有限元分析模型，获得了焊接过程中焊接界面处 材料的温度场、应力场、应变场等物理参量场的变化规 律，分析了上述场变量对连续驱动摩擦焊成形工艺及成 形件质量的影响。
头传动部运行的平稳性和可靠性，而刮板转载机在三机配
套中的布置位置不仅要考虑刮板输送机链速及煤层倾角，
还应考虑其离巷道的距离，保证适当的行人空间。
［参考文献］
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社，2000.
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煤炭在刮板输送机与刮板转载机之间的转运其实就 是煤流的抛物线运动，当刮板转载机与刮板机机头链轮 之间的水平距离设计不合理时，容易造成漏煤或易拉回 头煤等现象。下面分析卸载高度 H 确定时，怎样来确定刮 板转载机与刮板机机头链轮之间的水平距离 L。
图中 H 为刮板机卸载高度；h 为落地段转载机中板 离地面高度；R 为刮板机链轮齿顶圆半径；B 为巷道中行 人空间；L 为转载机与刮板机机头链轮之间的水平距离。
铝合金型材来制造自支撑结构的铝合金车厢。在瑞典，搅
拌摩擦焊已用于铝合金汽车零部件的大规模生产，通过
带有两个搅拌机头的焊接设备，可以保证中空的铝合金
型材的同时焊接。
近年来国内学者的目光主要集中在 Al-Cu 系列、Al-
Mg-Si 系列、Al-Zn-Mg-Si 系列等铝合金。西北工业大学
付春坤等 对 ［7］ 7050-T7451 铝合金的搅拌摩擦焊组织及
随着现代焊接技术的飞速发展，适用于铝及铝合金 的焊接方法也有了突飞猛进的发展势头，现在除了传统 的熔焊、电阻焊、钎焊等技术，还开发出了极性参数不对 称 的 交 流 变 极 性 焊 、等 离 子 焊 、激 光 焊 、摩 擦 焊 、电 子 束 焊、真空扩散焊等新技术。
摩擦焊接（FRW）是一种固态热压焊，自从 1950 年代 真正焊出合格焊接接头以来，就以其优质、精密、高效、低 耗、环保等突出优点受到各国的重视，在航空、航天、机械 制造、兵器、核能、石油钻探、海洋开发、汽车制造等产业得 到了广泛的应用［1］。到目前为止，摩擦焊接技术所焊接的材 料也从黑色金属、有色金属的同种（异种）材质焊接扩宽到 了复合材料、功能材料、难熔材料等新型材料的领域。
本文重点综述了连续驱动摩擦焊接及搅拌摩擦焊接 技术在铝合金上的应用，就国内外摩擦焊接技术研究方 面进行了系统介绍。 2 铝合金的焊接特点
在焊接方面，铝及铝合金具有与其它金属不同的焊 接工艺特点，具体如下：
（1）铝 在 空 气 中 及 焊 接 时 极 易 氧 化 ，生 成 的 氧 化 膜 （Al2O3）熔点高，非常稳定，能吸潮，不易去除，可妨碍焊接 及钎焊过程的进行。焊接时极易生成气孔、夹杂、未熔合、 未焊透等缺陷。故焊前必须对焊道进行严格的清理，清除 其表面氧化皮，并在焊接及钎焊过程中继续防止其氧化 或清除其新生的氧化物。
相当，接头强度系数最高可达 80%，且为韧性断裂。近年
来，搅拌摩擦焊接技术也已成功地应用于两栖战车铝合
金装甲的焊接，事实证明，采用 FSW 工艺可以在不损害
母材抗腐蚀性能的情况下获得高质量的焊缝。
5结语
综述了铝合金摩擦焊接研究现状，从文献中可看出，
近年来开展的铝合金摩擦焊接技术主要集中在搅拌摩擦
焊，铝合金也是搅拌摩擦焊的主要被焊材料。摩擦焊接工
机械工程学报，2002，38（2）：127.
［10］ 陈影，付宁宁，沉长斌.5083 铝合金叫那么摩擦焊搭接接头研
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（编辑 昊 天）
!!!!!!!!!! 作者简介：贾广涛（1983-），男，主任工程师，主要从事高压电气制造
工艺工作。
收稿日期：2013-07-03
擦焊接研究［C］//第 13 届全国青年材料科学技术研讨会，2011.
［3］ 李庆华，李付国，傅莉.LY12 合金摩擦焊接过程的热力耦合有
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［4］ 王晓贞，王路平，韩丽娟.6063-T6 铝合金管连续驱动摩擦焊接
工艺［J］.材料开发与应，等.7050-T7451 铝合金搅拌摩擦焊组织
及性能分析［J］.热加工工艺，2011，40（13）：137-141.
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flow pattern in friction stir weld of a magnesium alloy［J］.
Matall Mater Trans A，2003，34：987-994.
连续驱动摩擦焊是最典型的摩擦焊接方法，其原理 是在摩擦压力作用下被焊截面相互接触，通过相对运动 进行摩擦，使机械能转变为热能，利用摩擦热去除界面的 氧化物，在顶锻力的作用下形成可靠的接头。由于连续驱 动摩擦焊过程中热输入相对于熔焊过程较小，接头部位 不存在金属熔化，是一种固态焊接过程，在合金中保持母 材的冶金性能，故具有其焊缝结合强度高、效率高、再现 性好等优势。到目前为止，关于铝合金连续驱动摩擦焊接 方面的研究很少，主要集中在钢类及铝合金与铜合金、铝 合金与钢等异种合金的摩擦焊接方面。分析原因主要归 结于铝合金的粘性大，在摩擦焊接时存在磨耗量不易控 制，尺寸精度不易保证等问题。
艺、数值模拟及焊接接头性能等成为研究的热点和重点。
通过分析国内外摩擦焊的研究现状可知，针对铝合金及
与其它金属的连接问题，搅拌摩擦焊接技术及其机理仍
是未来研究的发展趋势。
［参考文献］
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学工业出版社，2004：1-4.
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性能进行了系统的深入研究。王希靖 从 ［8］ 铝合金的搅拌
摩擦焊机理、焊缝性能、异种材料的搅拌摩擦焊等方面进
行试验研究，张田仓 等 ［9］ 人分别研究了 LF16、LF12 搅拌
摩擦焊的接头强度和残余应力。大连理工大学陈影等 ［10］
进行了 5083 铝合金搅拌摩擦焊搭接接头研究，得出搅拌
针作用区域的两搭接板焊缝横截面的显微硬度均与母材
8-9.
（编辑 明 涛）
作者简介：胡小雷（1984-），男，助理工程师，从事刮板输送机、刮板转 载机设计研究工作。
收稿日期：2０１３－ ０５－ １７
机械工程师 2013 年第 9 期 175
解决方案
SOLUTION 工艺 / 工装 / 模具 / 诊断 / 检测 / 维修 / 改造
（4）铝对光、热的反射能力较强，熔化前无明显色泽 变化，人工熔焊操作和钎焊操作时会感到判断困难。 3 铝合金连续驱动摩擦焊接
解决方案
工艺 / 工装 / 模具 / 诊断 / 检测 / 维修 / 改造 SOLUTION
铝合金摩擦焊接技术研究现状及发展趋势
贾广涛， 李亚磊， 韩丽娟 （河南平高电气股份有限公司，河南 平顶山 467001）
摘 要：针对铝合金焊接特点及存在的问题，重点介绍了连续驱动摩擦焊、搅拌摩擦焊的技术特点和研究现状，对铝合
L=（υ2sinαcosα+υcosα 姨（υsinα）2+2g（H+R-h））/g
当刮板机机头位置仰角铺设时，式中的中板组件角
度 α 还需加上铺设仰角，当刮板机机头位置俯角铺设时，
式中的中板组件角度 α 则需减去铺设俯角。
4结语
刮板输送机端卸机头是刮板输送机重要部件之一，设
计中不仅要考虑其本身结构的合理性，还应该考虑整个机
（2）由于铝的比热容、导电率、热导率比钢大，焊接时 的热输入将会向母材迅速流失，因此熔焊时必须采用高 度集中的热源，电阻焊时应采用大功率的电源。
（3）铝的线膨胀系数比钢大，焊接时焊件的变形趋势 较大。因此必须采取预防焊接变形的措施。
重要组成部分，在工作面运输巷中接收工作面刮板输送机 卸下的煤流，不停顿地转运到可伸缩带式输送机上去。刮 板转载机在下巷中的布排位置直接影响其接煤效果，合理 的布置刮板转载机与刮板机机头架的位置成为关键。
金摩擦焊接技术的发展趋势进行了展望。
关键词：铝合金；摩擦焊；发展
中图分类号：TG453.9
文献标识码：B
文章编号：1002－2333（2013）09－0175－02
1引言 铝及铝合金因其优异的物理特性和力学性能，如密
度低、比强度高、热导率高、电导率高、耐蚀能力强等，已 广泛应用于机械、电力、化工、航空、航天、铁道、车辆等工 业内的焊接结构产品上。
河南平高电气股份有限公司王晓贞等［4］对 6063 铝合 金管连续驱动摩擦焊接技术进行工艺研究，试验表明，采 用合适的焊接工艺参数，使用合适的连续驱动摩擦焊接 工艺参数，对 6063 铝合金管焊接性能优于 MIG 焊接技 术，性能指标满足使用要求。 4 铝合金搅拌摩擦焊接