搅拌摩擦焊工艺参数

铝合金的搅拌摩擦焊资料

毕业设计说明书题目：铝合金的搅拌摩擦焊姓名：学号：指导老师:摘要铝及铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，铝合金具有良好的耐蚀性、较高的比强度和导热性以及在低温下能保持良好力学性能等特点，在航空航天、汽车、电工、化工、交通运输、国防等工业部门被广泛地应用。

随着近年来科学技术以及工业经济的飞速发展，对铝合金焊接结构件的需求日益增多，使铝合金的焊接性研究也随之深入。

铝合金的广泛应用促进了铝合金焊接技术的发展，同时焊接技术的发展又拓展了铝合金的应用领域，因此铝合金的焊接技术正成为研究的热点之一。

英国焊接研究所(The Welding Institute)发明的搅拌摩擦焊为轻金属材料的连接提供了新的方法和途径。

自从搅拌摩擦焊摩擦焊发明以来搅拌摩擦焊技术得到广泛的关注和深入的研究。

特别是针对铝合金材料，世界范围的研究机构学校以及大公司都对此进行了深入细致的研究和工程应用开发并且在诸多工业制领域得到了成功应用。

本文详细介绍了搅拌摩擦焊原理特点并且针对铝合金的搅拌摩擦焊特点性能以及工业应用作了详细的阐述同时对搅拌摩擦焊在中国市场的发展和应用作了简略介绍和预测。

关键词：铝及铝合金搅拌摩擦焊焊接方法焊接特点AbstractAluminum and aluminum alloy is a kind of nonferrous metal structure material widely used in industry, aluminum alloy has high corrosion resistance, good strength and thermal conductivity as well as in the low temperature can keep good mechanical properties and other characteristics, in the aerospace, automotive, electrical, chemical, transportation, national defense and other industrial sectors are widely used. In recent years with the rapid development of science and technology and industrial economy, structure of the growing demand for aluminum alloy welding, so the aluminum alloy welding research also further. Aluminum alloy is widely used to promote the development of welding technology of aluminum alloy, the welding technology development and expanding the application field of aluminum alloy, so the aluminum alloy welding technology is becoming one of the hot research topics.British Welding Research Institute (The Welding Institute) the invention of the friction stir welding for light metal materials is connected and provided a new approach to. Since the invention of the friction stir welding friction welding, friction stir widely attention and deeply research get welding technology. Especially for aluminum alloy material, worldwide research schools and large companies have conducted in-depth study and engineering application and has been successfully applied in many industrial fields.This paper introduces the principle and the characteristics of friction welding and stirring in aluminum alloy friction stir welding properties and industrial applications are described in detail the development and application of friction stir welding in the Chinese market are briefly introduced and predicted. Keywords: Aluminium and aluminium alloy Friction stir welding Welding process Welding characteristics目录摘要 (1)英文摘要 (2)第一章铝的特点 (4)1.铝的焊接特点 (4)2.铝及铝合金的焊接方法 (5)第二章搅拌摩擦焊接 (7)1.搅拌摩擦焊接原理 (8)2.搅拌摩擦焊接方法 (8)3.搅拌头与搅拌摩擦焊设备 (9)4.搅拌摩擦焊特点 (11)第三章铝合金的搅拌摩擦焊 (14)1.铝合金的搅拌摩擦焊接工艺 (14)2.铝合金常用焊接规范 (19)3.铝合金搅拌摩擦焊接接头性能 (20)4.搅拌摩擦焊缺陷及预防方法 (22)第四章搅拌摩擦焊的应用及前景 (25)1.铝合金搅拌摩擦焊的应用现状 (25)2.铝合金搅拌摩擦焊的发展趋势 (27)第五章总结 (28)参考文献 (29)第一章铝的特点1、铝的焊接特点(1)铝在空气中及焊接时极易氧化，生成的氧化铝（Al2O3）熔点高、非常稳定，不易去除。

搅拌摩擦加工(FSP)介绍

图4 搅拌摩擦加工（FSP）与产品
1 搅拌摩擦加工（FSP）简介
Fig 5. Macrostructure of dissimilar joints: (a) 1000-40, (b) 1000120, (c) 1000-240 and the corresponding surfaces (d-f)
搅拌摩擦加工（FSP）是在搅拌摩擦焊（FSW）的基础上发展而来的一种加工技术。
图4 航天特焊无倾角搅拌头
图3 搅拌摩擦加工（FSP）主要工艺参数
1 搅拌摩擦加工（FSP）简介
Fห้องสมุดไป่ตู้P原理——利用搅拌头剧烈的搅拌作用，造成加工区材料发生剧烈塑性变形、混合、破碎和热暴露，实现材料微观组织的细化、均匀化和致密化
2 搅拌摩擦加工（FSP）研究
2.1.2 细晶超塑性材料制备（Mishra等）
超塑性一般大于200% 480℃时，7075-T651铝合金
最大延伸率为1250%
图9 FSP加工后的7075-T651铝合金晶粒＜3.8μm
2 搅拌摩擦加工（FSP）研究
2.1.2 细晶超塑性材料制备（张大童等）
搅拌摩擦加工
Friction Stir Processing
目录
Contents
搅拌摩擦加工（FSP）简介搅拌摩擦加工（FSP）研究搅拌摩擦加工（FSP）特点搅拌摩擦加工（FSP）展望
1 搅拌摩擦加工（FSP）简介
1997年，搅拌摩擦技术被日本公司广泛的应用于铝合金车体制造
2002年，搅拌摩擦焊中心在中国成立，并在中国大力推广
δ5 ↑ 151.4%
2.1 铸造金属微观组织细化（Yaobin Wang等）晶粒细化、消除内部缺陷

4mm 1050 搅拌摩擦焊焊接工艺 (5)

4mm1050搅拌摩擦焊焊接工艺摩擦焊是利用工件端面相互运动、相互摩擦所产生的热，使端部达到热塑性状态，然后迅速顶锻，完成焊接的一种方法。

摩擦焊可以方便地连接同种或异种材料，包括金属、部分金属基复合材料、陶瓷及塑料。

摩擦焊方法在制造业中已应用40多年了，由于其生产率高、质量好获得了广泛的工程应用，但焊接的对象主要是回转形零件，虽然也有其它形式的摩擦焊技术出现，以克服被焊工件几何形状的限制或提高生产率，如相位摩擦焊、径向摩擦焊、线性摩擦焊等，但实际应用很少。

最近还出现了摩擦堆焊，在工件上形成特殊性能的表面层。

搅拌摩擦焊（Friction Stir Welding）是英国焊接研究所TWI（The Welding Institute）提出的专利焊接技术。

搅拌摩擦焊除了具有普通摩擦焊技术的优点外，还可以进行多种接头形式和不同焊接位置的连接。

挪威已建立了世界上第一个搅拌摩擦焊商业设备，可焊接厚3～15mm、尺寸6×16m2的A1船板；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；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。

本文主要介绍搅拌摩擦焊的方法、过程、特点以及焊接质量。

一、母材技术状况：1、1050铝合金为纯铝中添加少量铜元素形成，具有极佳的成形加工特性高耐腐蚀性能，良好的焊接性和导电性。

广泛应用于对强度要求不高的产品，如化工仪器、薄板加工件，深拉或旋压凹形器皿、焊接零件、热交换器、钟表面及盘面，铭牌、厨具、装饰品、反光器具等。

二、焊接材料选择及技术材状况：1、选用300mm×100mm×4mm的试件。

2、表面处理特性：硬度均匀，适合复杂冲压成型，折弯，拉伸，整型不易破裂。

材料纯正，适合要求及稳定的阳极氧化表面处理。

3、1050纯铝力学性能：抗拉强度σ（Mpa）95～125条件屈服强度σ0.2（Mpa）≥75注：管材室温力学性能4、1050纯铝热处理工艺完全退火：加热390～430℃，随材料有效厚度不同，保温时间30～120min,空气或水冷。

4mm 1050 搅拌摩擦焊焊接工艺 (4)

4mm 1050 搅拌摩擦焊焊接工艺一、母材技术及状况1、工件材质：10502、材料性质：1050为纯铝中添加少量铜元素形成，其化学成分如表1，具有极佳的成形加工特性，高耐腐蚀性，良好的焊接性和导电性。

抗拉强度σb：95~125MPa、条件屈服强度σ0.2 ≥75MPa。

广泛应用于对强度要求不高的产品，如化工仪器、薄板加工件、深拉或旋压凹形器皿、焊接零件、热交换器、钟表面及盘面、铭牌、厨具、装饰品、反光器具等。

表1 1050化学成分牌号化学成分 %1050Si Fe Cu Mn Mg Zn V Ti杂质Al单个总和Min 0.3 0.4 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0 0 —1003、试件尺寸：300mm × 100mm × 4mm4、试件数量：2块5、焊接位置：平焊6、接头形式：对接接头7、焊接要求：单面焊双面成形二、焊接技术1、焊接方法：搅拌摩擦焊2、特点及应用（1）特点：a、属于固相焊接，接头不会产生与冶金凝固有关的熔焊缺陷和催化现象，力学性能优异，可用于异种材料的连接。

b、不受轴类零件的限制，扩大了应用范围。

c、避免了对操作工人技术熟练程度的依赖，质量稳定，重复性高。

d、焊接无需填充材料，保护气体，焊前无需预处理，简化焊接工艺。

e、加热过程能量密度高，热输入速度快，焊接变形小，焊后残余应力小，焊件尺寸精度高。

f、搅拌摩擦焊焊接过程不产生弧光辐射、烟尘和飞溅。

g、焊接时机械力较大，搅拌焊头磨损相对较大，焊缝末端通常有“匙孔”存在。

（2）应用：搅拌摩擦焊广泛应用于航天制造、飞机制造、船舶制造、轨道交通领域、汽车制造及其他工业中。

三、焊接设备及工具1、焊接设备：搅拌摩擦焊焊机，如图1所示。

如图1 搅拌摩擦焊焊机2、焊接工具：搅拌焊头，如图2所示。

如图2 搅拌焊头四、焊前准备1、坡口形式：采用“I”形坡口。

2、加工方法：可采用机械切割、等离子弧切割、碳弧气刨等方法进行坡口加工。

搅拌摩擦焊工艺参数

搅拌摩擦焊工艺参数
佚名
【期刊名称】《现代焊接》
【年(卷),期】2006(000)009
【摘要】搅拌摩擦焊工艺参数主要有搅拌头的倾角、搅拌头的旋转速度、搅拌头的插入深度、插入速度、插入停留时间、焊接速度、焊接压力、回抽停留时间、搅拌头的回抽速度等。

搅拌摩擦焊时,搅拌头通常会向前倾斜一定角度,以便焊接时搅拌头肩部的后沿能够对焊缝施加一定的焊接顶锻力。

搅拌头的倾角设计指标一般为±5°,1搅拌头倾角对于薄板(厚度为1￣6mm)搅拌头倾角采用小角度,通常为1￣2°,对于中厚板(厚度大于6mm),根据被焊接工件的结构和焊接压力的大小,搅拌头的倾角通常采用3￣5°。

搅拌头的旋转速度与焊接速度相关,但通常由被焊接材料的特性决定,对于特定的材料,搅拌头的旋转速度一般对应着一个最佳工艺窗口,在此窗口内旋转速度可以在一定的范围内波动,以便2搅拌头的旋转速度和焊接速度相匹配,实现高质量的焊接。

据搅拌头的旋转速度,搅拌摩擦焊接可以分为冷规范、弱规范和强规范,各种铝合材料焊接规范分类如表1所示。

搅拌头的插入深度一般指搅拌针插入被焊接材料的深度,但有时可以指搅拌肩的后沿低于板材表面的深度。

对接焊时,焊接深度一般等于搅拌针的长度,由于搅拌针的顶端距离底部3搅拌头插入深度搅拌摩擦焊专栏TheFSW Column24现代焊接2006年第...
【总页数】2页(P)
【正文语种】中文
【中图分类】TG453.9
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4mm 1050 搅拌摩擦焊焊接工艺 (6)

4mm 1050 搅拌摩擦焊焊接工艺一、母材技术及状况1．工件材质：10502．⑴材料性质：1050铝合金为纯铝中添加少量铜元素形成，具有极佳的成型加工性质、高耐腐蚀性、良好的焊接性和导电性。

广泛应用于对强度要求不高的产品，如化工仪器、薄板加工件、深拉或旋转凹形器皿、焊接零件、热交换器、钟表面及盘面、铭牌、厨具、装饰品、反光器等。

具体化学成分见表1：表1 1050 化学成分化学成分 Al Si Cu Mg Zn Ti Fe百分比99.50 0.25 0.05 0.05 0.05 0.03 0~0.40 ⑵1050 纯铝热处理工艺a完全退火：加热390—430℃，随着材料有效厚度不同，保温时间30—120min；以30—55℃/h速度随着炉冷至300℃下，再空冷。

b快速退火：加热350—370℃；随材料有效厚度不同，保温时间30—120min；空或水冷。

c淬火和时效：淬火500—510℃，空冷；人工时效95—105℃，3h，空冷；自然失效室温120h。

(3)1050 纯铝力学性能：抗拉强度在95MPa—125MPa3．材料尺寸 300mm×100mm×4mm4．焊接位置平焊5．焊接要求单面焊双面成形6．试件数量 2块7．焊接方法搅拌摩擦焊二、搅拌摩擦焊原理及特点1.原理：搅拌摩擦焊（FSW）是利用摩擦热作为焊接热源的一种固相焊接方法。

可以进行板材的对接、搭接、角接及全位置焊接。

特点：2.优点：(1)焊缝是在塑性状态下受挤压完成的，属于固相焊接，因而其接头不会产生与冶金凝固有关的一些如裂纹、夹杂、气孔、以及合金元素的烧损等熔焊缺陷和脆化现象，焊接性能接近母材，力学性能优异。

(2)不受轴类零件的限制，可进行平板的对接和搭接，扩大了应用范围。

(3)搅拌摩擦焊利用自动化的机械设备进行焊接，避免了对操作工人技术熟练程度的依赖，质量稳定，重复性高。

(4)焊接时无需填充材料、保护气体，焊前无需对焊件表面预处理，焊接过程中无需施加保护措施，厚大焊件边缘不用加工坡口，简化了焊接工序。

4mm 1050 搅拌摩擦焊焊接工艺 (3)

4mm 1050搅拌摩擦焊焊接工艺一、母材技术状况1、特性及应用1050铝合金为纯铝中添加少量铜元素形成，具有极佳的成形加工特性、高耐腐蚀性、良好的焊接性和导电性。

广泛应用于对强度要求不高的产品，如化工仪器、薄板加工件、深拉或旋压凹形器皿、焊接零件、热交换器、钟表面及盘面、铭牌、厨具、装饰品、反光器具等。

2、化学成分3、力学性能抗拉强度σb (MPa)95～125条件屈服强度σ0.2 (MPa)≥75注：管材室温力学性能试样尺寸：所有壁厚4、热处理工艺热处理规范：(1)完全退火:加热390～430℃;随材料有效厚度不同,保温时间30～120min;以30～50℃/h速度随炉冷至300℃下,再空冷。

(2)快速退火: 加热350～370℃;随材料有效厚度不同,保温时间30～120min;空或水冷。

(3)淬火和时效:淬火500～510℃,空冷;人工时效 95～105℃,3h,空冷;自然时效室温120h二、焊接材料的选择及技术状况1、概述搅拌摩擦焊的英文是Friction Stir Welding，缩写为FSW ，于1991年由焊接研究所发明的。

它是利用间接摩擦热实现拌菜的连接。

这种发发打破了原来的摩擦焊只限于圆形断面材料焊接的概念，是上个世纪末本世纪初最新的铝及其合金的焊接技术。

2、搅拌摩擦焊的原理搅拌摩擦焊的原理如图1-1所示，它是利用带有特殊形状的硬质搅拌指棒的搅拌头旋转着插入被焊接头，与被焊金属摩擦生热，通过搅拌摩擦，同时结合搅拌头对焊缝金属的挤压，使接头金属处于塑形状态，搅拌棒指棒边旋转边沿着焊接方向向前移动，在热-机联合作用下形成致密的金属间结合，实现材料的连接。

图1-13、搅拌摩擦焊（1)搅拌摩擦焊的优点①搅拌摩擦焊是一种高效、节能的连接方法对于厚度为12.5mm的6xxx系列的铝合金材料的搅拌摩擦焊，可单面焊双面成型，总功率输出大约3Kw；焊接过程不需要填充焊丝和惰性气体保护；焊前不需要开坡口和对材料表面做特殊处理。

搅拌工具尺寸和工艺参数对塑料搅拌摩擦焊焊缝质量的影响

度。焊缝质量与焊接温度之间有着密切的关系 ,尤其
是塑料焊接时 ,温度过低会焊合不良 ,温度过高又会出
现烧焦现象。
搅拌摩擦焊过程达到稳定状态后 ,焊接温度 T 的
表达式 [ 6 ]为
T
= T0
+
μω 60π
(
6 cpρp
6 Fx lvd3
d3 +
+ 8πFz
6λp ld3 Δr
d2
+
3λs d21 Δz
25
焊合 ,但成形不良 ,表面粗糙 ,不饱满
25
焊合 ,但成形不良 ,表面粗糙 ,有浮渣
36
焊合 , 但成形不良 ,表面粗糙 ,
36
焊合 ,成形较好
25
部分焊合
25
焊合 , 成形较好 ,但焊缝中间有凹陷
36
部分焊合 ,有烧焦现象
36
焊合 ,但成形不良 ,焊缝一侧外溢
25
部分焊合
25
部分焊合
36
部分焊合
Abstract The experiments of p lastics FSW with different dimensional stir tools were carried out. The tests showed that a full and smooth joint can be obtained w ith 30 mm in shoulder diameter, 10 mm in p in diameter, 1660 r/m in in rota2 tion speed and 25 mm /m in in welding speed. The welding temperature was directly p roportional to rotation speed. The effect of welding speed was comp lex, increasing welding speed reduced the heat input and increased the normal force Fx acting on the p in, friction heat power and welding temperature. The diameter of tool shoulder can affect the friction heat power between the shoulder and the welded surface, increasing the diameter of tool shoulder can increase the welding tem2 perature and be helpful for the overflow and sp lash of the welding material. The effect of p in diameter is comp licated, in2 creasing the diameter increases the relative sliding speed between the p in and the welded material, which leads to the in2 creasing of the welding temperature, meanwhile increasing the diameter increases the endotherm power and the area for heat transfer, which reduces the welding temperature.

搅拌摩擦焊资料

搅拌摩擦焊一、搅拌摩擦焊的定义及原理搅拌摩擦焊（Friction Stir Welding，简称FSW）是基于摩擦焊技术的基本原理，由英国焊接研究所（TWI）于1991年发明的一种新型固相连接技术。

与常规摩擦焊相比，其不受轴类零件的限制，可进行板材的对接、搭接、角接及全位置焊接。

与传统的熔化焊方法相比，搅拌摩擦焊接头不会产生与熔化有关的如裂纹、气孔及合金元素的烧损等焊接缺陷；焊接过程中不需要填充材料和保护气体，使得以往通过传统熔焊方法无法实现焊接的材料通过搅拌摩擦焊技术得以实现连接；焊接前无须进行复杂的预处理，焊接后残余应力和变形小；焊接时无弧光辐射、烟尘和飞溅，噪音低；因而，搅拌摩擦焊是一种经济、高效、高质量的“绿色”焊接技术，被誉为“继激光焊后又一次革命性的焊接技术”。

搅拌摩擦焊方法与常规摩擦焊一样，搅拌摩擦焊也是利用摩擦热作为焊接热源。

不同之处在于搅拌摩擦焊焊接过程是由一个圆柱体形状的焊头(伸入工件的接缝处，通过焊头的高速旋转，使其与焊接工件材料摩擦，从而使连接部位的材料温度升高软化同时对材料进行搅拌摩擦来完成焊接的。

二．搅拌摩擦焊焊接过程搅拌摩擦焊是利用摩擦热作为焊接热源的一种固相连接方法，但与常规摩擦焊有所不同。

在进行搅拌摩擦焊接时，首先将焊件牢牢地固定在工作平台上，然后，搅拌焊头高速旋转并将搅拌焊针插入焊件的接缝处，直至搅拌焊头的肩部与焊件表面紧密．接触，搅拌焊针高速旋转与其周围母材摩擦产生的热量和搅拌焊头的肩部与焊件表面摩擦产生的热量共同作用，使接缝处材料温度升高而软化，同时，搅拌焊头边旋转边沿着接缝与焊件作相对运动，搅拌焊头前面的材料发生强烈的塑性变形。

随着搅拌焊头向前移动，前沿高度塑性变形的材料被挤压到搅拌焊头的背后。

在搅拌头轴肩与焊件表层摩擦产热和锻压共同作用下，形成致密的固相连接接头。

搅拌摩擦焊接过程如图所示:三．搅拌摩擦焊工艺（一）、搅拌摩擦焊接头形式搅拌摩擦焊可以实现棒材一棒材、板材一板材的可靠连接，接头形式可以设计为对接、搭接、角接及T形接头，可进行环形、圆形、非线性和立体焊缝的焊接。

搅拌摩擦焊工艺参数

搅拌摩擦焊工艺参数搅拌摩擦焊是一种常用的焊接工艺，它通过搅拌和摩擦的作用，在焊缝处产生高温和高压，使金属材料发生塑性变形和热扩散，从而实现焊接连接。

搅拌摩擦焊的工艺参数对焊接质量和效率起着关键作用。

本文将从搅拌速度、搅拌角度、搅拌时间和搅拌压力四个方面介绍搅拌摩擦焊的工艺参数。

一、搅拌速度搅拌速度是指在搅拌摩擦焊过程中搅拌工具的旋转速度。

搅拌速度的选择应根据被焊接材料的性质和厚度来确定。

一般情况下，搅拌速度越高，摩擦产生的热量越大，焊接温度越高，焊接质量越好。

但是，如果搅拌速度过高，可能会导致焊接接头过热，甚至烧穿。

因此，在确定搅拌速度时，需要综合考虑焊接质量和工艺效率。

二、搅拌角度搅拌角度是指搅拌工具与被焊接材料之间的夹角。

搅拌角度的选择应根据被焊接材料的性质和形状来确定。

一般情况下，搅拌角度越大，摩擦产生的热量越集中，焊接温度越高，焊接质量越好。

但是，如果搅拌角度过大，可能会导致焊接接头过热，甚至烧穿。

因此，在确定搅拌角度时，需要综合考虑焊接质量和工艺效率。

三、搅拌时间搅拌时间是指搅拌工具在焊接过程中与被焊接材料接触的时间。

搅拌时间的选择应根据被焊接材料的性质和厚度来确定。

一般情况下，搅拌时间越长，摩擦产生的热量越大，焊接温度越高，焊接质量越好。

但是，如果搅拌时间过长，可能会导致焊接接头过热，甚至烧穿。

因此，在确定搅拌时间时，需要综合考虑焊接质量和工艺效率。

四、搅拌压力搅拌压力是指搅拌工具施加在被焊接材料上的压力。

搅拌压力的选择应根据被焊接材料的性质和厚度来确定。

一般情况下，搅拌压力越大，摩擦产生的热量越大，焊接温度越高，焊接质量越好。

但是，如果搅拌压力过大，可能会导致焊接接头过热，甚至烧穿。

因此，在确定搅拌压力时，需要综合考虑焊接质量和工艺效率。

总结起来，搅拌摩擦焊的工艺参数包括搅拌速度、搅拌角度、搅拌时间和搅拌压力。

合理选择这些参数可以保证焊接质量和工艺效率。

在确定这些参数时，需要综合考虑被焊接材料的性质和厚度，并进行试验验证。

4mm焊深6061铝合金搅拌摩擦焊工艺参数

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4mm纯铜对接搅拌焊工艺参数

4mm纯铜对接搅拌焊工艺参数搅拌焊工艺是一种常用的焊接方法，它可以将两个工件通过旋转和压力相互摩擦热量产生，从而实现焊接的目的。

针对4mm纯铜的对接搅拌焊工艺参数，我们需要在控制焊接温度、压力、旋转速度等方面进行合理的设置，以确保焊接质量和效率。

首先，控制焊接温度是关键的一步。

在焊接纯铜时，需要保持适当的焊接温度，以保证焊接区域能够达到所需的熔点，但又不至于造成过度热量引起材料过热、变质等问题。

一般来说，对4mm纯铜的对接搅拌焊工艺来说，焊接温度应控制在950°C-1050°C之间。

同时，为了确保焊接的质量，我们可以通过随动式温控系统来保持焊接区域的温度稳定。

其次，设置合理的压力也是至关重要的。

对于4mm纯铜的对接搅拌焊工艺来说，我们需要适当的压力来确保工件能够牢固地相互压合，从而实现有效的摩擦加热效果。

一般来说，对于4mm纯铜的对接搅拌焊工艺，可以设置焊接压力在5-10MPa之间，以确保工件能够达到合适的热量产生和焊接强度。

此外，旋转速度也是需要合理设置的焊接参数之一。

通过控制旋转速度，我们可以有效地调节焊接区域的摩擦热量产生情况，从而实现更加均匀的焊接效果。

在对接搅拌焊工艺中，一般来说，对4mm纯铜的工件，我们可以设置旋转速度在500-1000rpm之间，以确保焊接效果的均匀性和稳定性。

另外，对于4mm纯铜的对接搅拌焊工艺，还需要考虑到焊接时间、预热和后续处理等方面的参数设置。

通过合理的焊接时间控制，可以确保工件在短时间内完成焊接，并避免因过长焊接时间导致的过热、变质等问题。

同时，可以通过适当的预热和后续处理来进一步提高焊接质量和强度。

总的来说，对4mm纯铜的对接搅拌焊工艺参数设置，需要综合考虑焊接温度、压力、旋转速度、焊接时间、预热和后续处理等各项参数，以确保焊接质量和效率。

通过合理的工艺参数设置，我们可以实现对4mm纯铜的高质量对接搅拌焊，满足不同工业领域对焊接质量和效率的需求。

搅拌摩擦焊资料

搅拌摩擦焊一、搅拌摩擦焊的定义及原理搅拌摩擦焊（Friction Stir Welding，简称FSW）是基于摩擦焊技术的基本原理，由英国焊接研究所（TWI）于1991年发明的一种新型固相连接技术。

与常规摩擦焊相比，其不受轴类零件的限制，可进行板材的对接、搭接、角接及全位置焊接。

与传统的熔化焊方法相比，搅拌摩擦焊接头不会产生与熔化有关的如裂纹、气孔及合金元素的烧损等焊接缺陷；焊接过程中不需要填充材料和保护气体，使得以往通过传统熔焊方法无法实现焊接的材料通过搅拌摩擦焊技术得以实现连接；焊接前无须进行复杂的预处理，焊接后残余应力和变形小；焊接时无弧光辐射、烟尘和飞溅，噪音低；因而，搅拌摩擦焊是一种经济、高效、高质量的“绿色”焊接技术，被誉为“继激光焊后又一次革命性的焊接技术”。

搅拌摩擦焊方法与常规摩擦焊一样，搅拌摩擦焊也是利用摩擦热作为焊接热源。

不同之处在于搅拌摩擦焊焊接过程是由一个圆柱体形状的焊头(伸入工件的接缝处，通过焊头的高速旋转，使其与焊接工件材料摩擦，从而使连接部位的材料温度升高软化同时对材料进行搅拌摩擦来完成焊接的。

二．搅拌摩擦焊焊接过程搅拌摩擦焊是利用摩擦热作为焊接热源的一种固相连接方法，但与常规摩擦焊有所不同。

在进行搅拌摩擦焊接时，首先将焊件牢牢地固定在工作平台上，然后，搅拌焊头高速旋转并将搅拌焊针插入焊件的接缝处，直至搅拌焊头的肩部与焊件表面紧密接触，搅拌焊针高速旋转与其周围母材摩擦产生的热量和搅拌焊头的肩部与焊件表面摩擦产生的热量共同作用，使接缝处材料温度升高而软化，同时，搅拌焊头边旋转边沿着接缝与焊件作相对运动，搅拌焊头前面的材料发生强烈的塑性变形。

随着搅拌焊头向前移动，前沿高度塑性变形的材料被挤压到搅拌焊头的背后。

在搅拌头轴肩与焊件表层摩擦产热和锻压共同作用下，形成致密的固相连接接头。

搅拌摩擦焊接过程如图所示:三．搅拌摩擦焊工艺（一）、搅拌摩擦焊接头形式搅拌摩擦焊可以实现棒材一棒材、板材一板材的可靠连接，接头形式可以设计为对接、搭接、角接及T形接头，可进行环形、圆形、非线性和立体焊缝的焊接。

搅拌摩擦焊介绍

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喷气客机的搅拌摩擦焊
LEE MAN (SCETC)
镁合金的搅拌摩擦焊
搅拌摩擦焊（三）搅拌摩擦焊的特点
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优点：
焊缝是在塑性状态下受挤压完成的，属于固相焊接，因而其接头不会产生与冶金凝固有关的一些如裂纹、夹杂、气孔以及合金元素的烧损等熔焊缺陷和脆化现象，焊缝性能接近母材，力学性能优异。适于焊接铝、铜、铅、钛、锌、镁等非铁金属及其合金以及钢铁材料、复合材料等，也可用于异种材料的连接。不受轴类零件的限制，可进行平板的对接和搭接，可焊接直焊缝、角焊缝及环焊缝，可进行大型框架结构及大型筒体制造、大型平板对接等，扩大了应用范围。搅拌摩擦焊利用自动化的机械设备进行焊接，避免了对操作工人技术熟练程度的依赖，质量稳定，重复性高。焊接时无需填充材料、保护气体，焊前无需对焊件表面预处理，焊接过程中无需施加保护措施，厚大焊件边缘不用加工坡口，简化了焊接工序。· 焊接铝合金材料不用去氧化膜，只需去除油污即可。
LEE MAN (SCETC)
搅拌摩擦焊 2.接头力学性能
焊态下，FSW焊缝焊核的强度要大于热影响区的强度。
5
对于退火状态的铝合金，拉伸实验时首先发生破坏的部位通常在远离焊缝和热影响区的母材上。对于形变强化和热处理强化的铝合金，FSW 接头的不同区域发生了软化，但可以通过控制热循环，尤其是通过降低焊缝热机影响区的退火效应和过时效的影响来改善接头的性能，也可以通过焊后热处理的方式提高热处理强化铝合金FSW接头的性能。
• 它可以焊接所有牌号的铝合金以及用熔焊方法难以焊接的材料，并突破了普通摩擦焊对轴类零件的限制，可进行板材的对接、搭接、角接及全位置焊接。由于搅拌摩擦焊是固态焊接，所以没有熔化焊时的气孔、裂纹及合金元素烧损等缺陷。搅拌摩擦焊的接头性能普遍

搅拌摩擦焊焊接工装的工艺参数优化与控制

搅拌摩擦焊焊接工装的工艺参数优化与控制搅拌摩擦焊是一种高效、环保的金属焊接技术，它能够实现金属材料的快速、高质量连接。

在搅拌摩擦焊过程中，工装的设计和工艺参数的控制至关重要。

本文将介绍搅拌摩擦焊焊接工装的工艺参数优化与控制。

一、工装设计搅拌摩擦焊工装的设计对焊接质量有着直接影响。

合理的工装设计应考虑以下几个方面：1.1 夹具设计夹具是搅拌摩擦焊过程中用来固定工件的装置。

夹具设计应考虑到工件的形状和尺寸，确保工件能够稳固地固定在夹具上，从而保证焊接的准确性和稳定性。

1.2 冷却系统设计搅拌摩擦焊过程中会产生大量的热量，如果不能及时有效地散热，容易导致焊接区域过热，影响焊接质量。

因此，冷却系统设计至关重要，应确保能够及时散热，保持焊接区域的温度适中。

1.3 轴向力调节搅拌摩擦焊过程中，轴向力的大小会直接影响焊接接头的密实性和稳定性。

因此，工装设计中应考虑轴向力的调节机制，确保能够精确控制轴向力的大小。

二、工艺参数优化搅拌摩擦焊的工艺参数包括搅拌速度、旋转速度、轴向力等。

这些参数的选择会直接影响焊接接头的质量。

工艺参数的优化需要在实验和理论分析的基础上进行，确保焊接的质量和稳定性。

2.1 搅拌速度搅拌速度是指焊接头部的搅拌工具在摩擦接触表面上旋转的速度。

适当的搅拌速度可以有效地加热金属材料，在搅拌摩擦焊过程中实现金属材料的塑性变形，从而实现高质量的焊接接头。

2.2 旋转速度旋转速度是指焊接头部的旋转速度，它直接影响着热量的均匀分布和焊接接头的成型。

通过调节旋转速度，可以控制焊接接头的形状和尺寸，确保焊接接头的质量。

2.3 轴向力轴向力是指焊接头部对工件施加的轴向压力。

适当的轴向力可以保证焊接接头的紧密性和稳定性，同时避免因过大的轴向力导致焊接区域的变形和破坏。

三、工艺参数控制在实际的搅拌摩擦焊过程中，工艺参数的控制是确保焊接质量的关键。

通过合理的监测和控制，可以实现焊接接头的高质量和稳定性。

3.1 温度监测搅拌摩擦焊过程中的温度对焊接质量有着直接的影响。

车身铝合金搅拌摩擦焊工艺参数的设计与优化

焊接完毕后采用PXUT-28超声波探伤仪未发现焊接
机型号为FSW-LM2-1012，采用对接形式焊接，搅拌头轴缺陷。探伤完毕后，按照国标（GB228-87）将接头加工成
肩直径为14 mm，圆锥螺纹搅拌针端部直径为3.6 mm。焊标准拉伸试样，在WDW-100D电子万能试验机上进行力
学实验，具体试验方案及结果结果如表3 所示。
生产环境差、焊接质量不理想等缺点[2]。搅拌摩擦焊 FSW （Friction Stir Welding）作为一种先进的固态焊接技术，焊接时金属未达到熔点，广泛应用于铝合金焊接，为车体可靠焊接提供了新的思路。FSW是将旋转的搅拌头扎入焊接工件后沿着焊接方向运动，摩擦生热致使焊接材料达到热塑性状态，随着搅拌头向前移动时，热塑性材料往后移动填补上一位置的空腔，在摩擦、挤压、挖掘、搅拌等作用下，焊接处动态再结晶形成可靠连接[3]。
基金项目：湖南省教育厅科研资助项目（16C0819）
表4是正交试验的极差分析法结果，9组试样的拉伸
网址：电邮：hrbengineer@ 圆园员9 年第 9 期
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机械工程师
MECHANICAL ENGINEER
序号
1 2 3 4 5 6 7 8 9
表3 试验结果
表4 计算结果
计算量 K1 K2 K3 T1 T2 T3 R
最优水平
因素 A 702.5 695.5 685.5 234.2 231.8 228.5
5.7 A1
因素 B 652.0 714.0 717.5 217.3 238.0 239.2 21.9
B3
因素 C 690.0 640.0 700.0 230.0 231.3 233.3
在试验设计时，尽管是水平进行旋转密封试验，但仍然通

搅拌摩擦焊接

搅拌摩擦焊（FSW）一、原理搅拌摩擦焊（Friction Stir Welding）是基于摩擦焊接技术一种固相焊接技术，1991 年由英国焊接研究所（TWI）发明。

其原理是一个非耗损的搅拌头旋转扎入焊接工件的连接界面，当搅拌头向前沿着焊缝移动时，塑化金属在机械搅拌和顶锻作用下形成致密的固相联接。

纵截面顶截面搅拌摩擦焊示意图二、优点1. 高度一致的焊接质量，无需高的操作技能和训练；2. 单面焊接的厚度为1.6～15 mm；3. 焊接接口部位只需去油处理，无需打磨或洗刷；4. 不需焊丝和保护气氛；5. 节省能源，单面焊12.5 mm深度所需动力仅为3 KW；6. 焊接表面平整，不变形，无焊缝凸起和焊滴，无需后续处理；7.无电弧、无磁冲击、闪光、辐射、烟雾和异味，不影响其它电器设备使用，绿色环保；8.焊接温度低于合金的熔点，焊缝无孔洞、裂纹和元素烧损。

飞火汽船搅拌摩擦焊在宇航、船舶、高速列车、汽车等制造领域具有广阔的技术应用前景。

焊接实验室2006年8月FSW-3LM-002龙门式数控搅拌摩擦焊机一、设备简介江苏科技大学是中国搅拌摩擦焊中心（CFSWC）和英国焊接研究所（TWI）共同授权的搅拌摩擦焊学术研究二级许可单位，拥有中国第一台商业专用搅拌摩擦焊设备——FSW-3LM-002。

整套设备包括精密主轴单元、三坐标数控移动工作台、龙门式机架、机头滑枕、平板及筒形件的纵、环缝夹具，人机控制界面、4坐标控制系统、先进焊接参数传感、控制、记录系统等。

该焊机可以焊接厚度为3～15mm所有牌号的铝合金板材和直径小于Ф800mm的筒形件，以及铝基复合材料，镁及镁合金，锌及锌合金，铜及铜合金，钛及钛合金，铅及铅合金，碳钢和不锈钢等，还可实现异种材料的连接。

能完成对接、搭接、丁字等多种接头方式，并大大提高焊接接头的力学性能，排除熔焊缺陷产生的可能性。

二、教学和科研应用教学方面，可利用该设备进行本科和研究生教育，开设“焊接方法与设备”课程的相关实验教学，为本科毕业生提供毕业设计课题和实验条件，吸引大三学生开展学生科研活动。

搅拌摩擦焊标准

搅拌摩擦焊标准
一。

搅拌摩擦焊这门技术，那可是现代工业领域的一把利剑！它的标准，就是确保这把剑锋利无比、精准无误的关键所在。

1.1 首先咱得说说这焊接质量的标准。

这就好比盖房子打地基，基础不牢，地动山摇。

焊接接头的强度、韧性，那得经得起考验，不能有丝毫马虎。

强度不够，就像纸糊的老虎，一戳就破；韧性不足，稍微受点力就裂成两半。

1.2 再讲讲焊缝的外观标准。

这焊缝啊，就像是人的脸面，得干净、整齐、美观。

不能有气孔、夹渣这些瑕疵，否则就像脸上长了麻子，看着就不舒服。

二。

接下来，咱们聊聊工艺参数的标准。

2.1 搅拌头的旋转速度，那可得恰到好处。

太快了，热输入过大，材料都被“煮烂”了；太慢了，又焊不透，成了“夹生饭”。

2.2 焊接的行进速度也有讲究。

快了慢了都不行，得像老牛拉车，稳稳当当，才能保证焊缝质量均匀一致。

2.3 还有焊接压力，这就好比给庄稼浇水，多了少了都长不好。

压力太大，容易把材料压坏；压力太小，又焊不结实。

三。

最后说说设备和操作的标准。

3.1 设备得精良，就像战士手里的枪，得好使。

定期维护保养，不能关键时刻掉链子。

3.2 操作人员那得是行家里手，技术娴熟，严格按照标准操作，不能随心所欲。

俗话说，没有规矩，不成方圆。

只有遵守标准，才能让搅拌摩擦焊发挥出最大的威力，为工业生产保驾护航！。