铝合金搅拌摩擦焊共22页

ISO25239-1搅拌摩擦焊-铝合金：术语

搅拌摩擦焊-铝合金-第一部分：术语范围此部分ISO25239定义了搅拌摩擦焊的术语与定义。

在此标准中，术语“铝”涉及铝及其合金。

术语与定义针对此文件的用途，适用于下列各项术语与定义。

1、焊针可调式搅拌头adjustable probe tool此搅拌头的针长、旋转速度和旋转方向是可以调节的，焊接过程中旋转速度可能会不同于轴肩的旋转速度。

可调焊针可以修整；此搅拌头能够在不产生过多的飞边的情况下使起始与尾孔阶段形成完好的焊缝。

1 轴肩2 非焊接工作区3 搅拌针4 搅拌针下移方向5 焊接工作区6 搅拌针达到需求深度7 搅拌针上移方向a 搅拌针旋转方向b 轴肩旋转方向c 焊接方向图1 焊针可调式搅拌头2、焊缝前进侧 advancing side of weld搅拌头旋转的方向与焊接前进方向相同的焊缝一侧，见图1 序号7。

1 工件2 搅拌头3 轴肩4 搅拌针5 焊缝表面6 后退侧7 前进侧 8 尾孔a 搅拌工具旋转方向b 搅拌工具向下运动c 轴向力d 焊接方向e 搅拌头向上运动图2 搅拌摩擦焊的基本原理3、轴向力 axial force沿着搅拌头旋转轴作用于工件的作用力，见图1 序号c。

4、双轴肩搅拌头 bobbin tool搅拌头由固定长度的搅拌针和两个分离的轴肩组成，见图2。

5、结束停留时间 dwell time at end of weld从搅拌针在焊接前进方向停止行走，至搅拌针开始离开焊缝的这段时间。

6、起始停留时间 dwell time at start of weld从搅拌针扎入材料后，至搅拌针开始向焊接方向运动的这段时间。

7、尾孔 exit hoe在焊接结束部位，搅拌头移走后留下的孔，见图1 序号11。

8、接合面faying surface一个接头中一个工件与另一个工件的接触面9、固定搅拌针fixed probe伸出轴肩固定长度的搅拌针，焊接中旋转方向、速度均与轴肩相同。

10、压力控制force control焊接过程中使搅拌头维持所需压力的措施。

搅拌摩擦焊

搅拌摩擦焊搅拌摩擦焊（Friction Stir Welding ，简称FSW ）是由英国焊接研究所于1991年提出的一种固态连[1]接方法。

与传统的熔化焊接方法相比较，搅拌摩擦焊具有晶粒细小、力学性能良好、焊接时不需使用保护气体、焊接后残余应力和变形小等优[2]点。

搅拌摩擦焊自提出以来，引起了各国学者和研究机构的广泛重视，成为了国内外的研究热点。

经过十几年的发展，搅拌摩擦焊这种新型固相焊接方法已经从技术研究层面迈向高层次的工程化和工业化应用阶段，成为铝及铝合金首选的连接工艺。

目前，搅拌摩擦焊在航空航天工业、造船业、汽车业等工业领域有了广泛的应用。

近年来，国内轨道车辆制造技术快速改进，搅拌摩擦焊技术开始用于铝合金车体制造。

搅拌摩擦焊铝合金车体的成功试制，标志着搅拌摩擦焊技术在国内轨道车辆工程化应用的开始。

1、搅拌摩擦焊工艺及接头组织性能特点1.1 搅拌摩擦焊焊接工艺过程[3]搅拌摩擦焊的焊接工艺如图1-1所示。

置于垫板上的对接工件通过夹具夹紧，以防止对接接头在焊接过程中松开。

一个带有特型焊针的搅拌焊头旋转并缓慢插入两块对接板材之间的焊缝处。

焊针的长度接近焊缝的深度，当旋转的焊针接触工件表面时，与工件表面快速摩擦产生的摩擦热使接触点材料的温度升高，强度降低。

焊针在外力作用下不断顶锻和挤压接缝两边的材料，直至轴肩紧密接触工1-接缝；2-搅拌头前沿；3-前进侧；4-母材；5-搅拌针；6-搅拌头后沿；7-焊缝；8-搅拌头旋转方向；9-后退侧图1-1 搅拌摩擦焊焊接工艺过程件表面为止。

这时，由旋转轴肩和焊针产生的摩擦热在轴肩下面和焊针周围形成大量的塑化层。

当工件相对焊针移动或焊针相对工件移动时，在焊针侧面和旋转方向上产生的机械搅拌和顶锻作用下，焊针的前表面把塑化的材料移送到焊针后表面。

这样，焊针沿着接缝前进时，搅拌焊头前头的对接接头表面被摩擦加热至轴向压力前进方向12 34 56789超塑性状态。

结果，焊针摩擦接缝，破碎氧化膜，搅拌焊头后方的磨碎材料。

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。

ISO25239-4搅拌摩擦焊-铝合金：焊接工艺规程及评定电子教案

搅拌摩擦焊一铝合金一第四部分：焊接工艺规程及评定1范围ISO 25239 +的本部分规定了阴及铝合金搅拌摩擦焊（对）的焊接L艺观程及评定的要求.此标准中，术语样偌”指的是瘩及其合金。

ISO 25239中的此部分不适用于搅拌摩擦点焊，注*辅助要求、材料或制造条fl凹以进行比ISO 25239中规定要求更全面的测试占2参考标准下列标准是本标准应用过程中不可或缺的部分.注明日期的参考标准’只引用该版本* 未注明日期的参芍标准，以最新版本〔包括修订版）为由抵ISO 209.铝及铝合金-化学成分ISO S57-1,焊接和相关工艺-术语-第1部分；金属焊按匚艺ISO2W7.铝及铝合金-锻造产品-锻造设计ISO 3]34 （所有部分）,轻金属及其合金术语和定义ISO 4136,金底材料焊接的硼邱性试验-横向拉伸试验ISO 5173,金属材料焊接的破坏性试验-弯曲试验ISO 6520-1,焊接利相关1.艺-金属材料中几何城陷的分类-第1部分：燃焊ISO 9017,金属材料焊接的破坏性试验-断裂试验ISO L0042,焊接-铝及其合金的电瓠焊接接头-缺陷质量等级ISO 13916,焊接预热温度、侦间温度及预热锥持温度的测精指南[SO 14175,焊接材料-电弧焊接与切割用保护气体[SO 15607:2003.金属材料焊接工艺规程及评定一般原蛔[SO 15613,金属材料焊接工艺规程及评定-基于预牛产焊接试验的评定ISO 15611 2,金腐材料焊接「艺规程及评定书接工艺评定试法第2部分：铝及铝合金电弧岸接ISO 17637,焊缝外观检验-慵化焊接头的外观检睑ISO 17639,金属材料怦缝破坏性试验■焊缝宏戏和微观检脸ISO/ TR 17671-1焊接-金属材利焊接的建议-第1部分：孤焊通用指南ISO 25239-1：201b搅持•摩擦焊-铝-第1部分：术语TSO 25239-5:20IE搅拌摩擦焊-铝-第5部分t质量检骑段求ISO 80000-1:2009,最纲和单位第1部分：总则3术语及定义ISO 209-L, ISO 857-1, ISO 3134,150 6520 b ISO 1004% ISO 15607, ISO 15613*ISO 15614-2, ISO/ PR 17671-1和ISO 252的T中的术语及定义适用于本交件-4符号及纯写术倍焊接工艺规程的符号和缩写术语参考ISO 15607： 2003表L5埠接应用及工艺规程5, 1概述焊接生产前应进行焊接工艺验证.生产商应利用以往产品的经脍和焊接技术上的基本知识，做好适用于实际生产的预焊接工艺规程（pWPS）. ”pWP冏作为建立焊橙T艺评定报告（WPQR）的基础来进行删试.测试方法按照第6条。

6063铝合金搭接接头搅拌摩擦焊工艺研究

第２５卷第６期
２１０１年ｌ２月
江苏科技大学学报（自然科学版）
ＪｕａｏａｇｕＵｉｒｔｏＳｉｎｅａｄＴｃｎｌｇ（ａｒｌｃｎｅＥｉｏ）ｏｒｌｆｉｎｓｎｖｓｙｆｃｃｎｅｈｏｙＮｔａＳｉｃｄｉｎＪｅｉｅｏｕｅｔｎ
ｔｎｓｅｄｉ１６０ｒｍｉｎｉｈｎｒａｉｇｏｌｉｇｓｅｄｆｍ０ｍｍ／ｎｔ３ｉｐｅｓ０／ｎａｄｗｔｔｅｉｃｅｓｎｆｗｅｄｎｐｅｏ１ｏｈｒ５ｍｉｏ２０ｍｍ／ｎ，ｔｅｍｉｈ
析，研究了搭接焊过程中搅拌头转速、焊速等工艺参数对搭接焊缝质量的影响．结果表明：当焊接速度为１０ｒ／ｉ，５ｍｒｎ其他ａａ
参数一定时，旋转速度在８０～１６０ｒｍｉ００ｎ范围变化，／均能获得成型美观、性能良好的搭接接头，且拉伸试样均断在母材；旋
Hale Waihona Puke ｓｉｈｗｔａｈｇｔｎｔｉｔａｅｏｔｉｅｈｎｗｌｉｇｖｌｉ５ｍ／ｉ，ｏｌｔｔｎｌｐｅｕｔｓｏｔｉｓｅｇｊｎｃｎｂｂａｄｗｅｅｄｎｅｃｙｉ１０ｍｍｎｔｒａｉａｓｅｄｓｈｈｒｈｏｎｏｔｓｏＳｏｏ
ＺｈｏＹｏｇ，ＹａｇＧａｇ，ＬｅＷｅｋｉａｎｎｎｎａ，ＹａｎｎＫｅｇ
（ｒｖｃａＫｙＬｂｏｄａｃｄＷｅｉｇＴｃｎｌｇ，ｉｎｓｎｖｒｔｏｃｅｃｎｅｈｏｇ，ｈｎｉｇＪｎｓ１０３，ｈｎ）ＰｏｉｉｅａｆｖｎｅｌｎｅｈｏｙＪｇｕＵｉｅｓｙｆｉｎｅａｄＴｃｎｌｙＺｅｊｎｉｇｕ２２０ＣｉａｎｌＡｄｏａｉＳｏａａ

搅拌摩擦焊PPT课件

搅拌摩擦焊也适用于钛合金、镁合金、铜合金、铁合金等材料的连接。
针对不同的零部件和应用对象，开发研制了系列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。设备主要由机械部分、主轴驱动系统、液压系统、高精度焊接平台及焊接夹具、控制系统、位置传感系统等组成。
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当搅拌头坏损后，一定要把残留在焊缝内的破损的搅拌指棒取出。目前，采用肉眼观察检验搅拌头是否破损，是不容易的。在实际施焊过程中，达到规定的寿命，必须更换搅拌头，然后通过研磨等修复处理后再使用。
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第二节搅拌摩擦焊工艺
4. 搅拌头的前进角搅拌头的前进角是指搅拌头中心轴线与工件表面垂线之间的夹角。在一般情况下，搅拌头的前进角定为3-5º。确定前进角的目的，一般认为它可以提高搅拌头的寿命，促进摩擦引起的焊缝金属塑性流动，消除产生缺陷的倾向。
第二章搅拌摩擦焊
近年来，为了保护环境、节约能源，人们强烈希望汽车、飞机、机车车辆、船舶等运输机械轻量化。为此，积极开发、研制适用于这些运输机械的轻金属材料，例如铝及其铝合金。
铝及其铝合金材料由于重量轻、抗腐蚀、易成形等优点；随着新型硬铝、超硬铝等材料的出现，使得这类材料的性能不断提高，因而在航空、航天、高速列车、高速舰船、汽车等工业制造领域得到了越来越广泛的应用。除了运输机械外，土木建筑、桥梁等领域也引入了铝及其铝合金。
(2) 搅拌指棒的形状搅拌指棒的形状为单纯圆柱形或加工成稍带锥形的圆柱形；也有得把单纯圆柱形加工成螺纹牙型或浅牙形，而端部形状一般为半球形。
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第二节搅拌摩擦焊工艺
TWI采用FSW焊接75m特大厚板时，采用的搅拌头表面如图2-2（a）所示，切削成螺纹牙型的螺旋沟，目的是增加对被焊金属的搅拌力。图2-2（b）所示为较为复杂形状的搅拌指棒。

铝合金的搅拌摩擦焊

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。

铝合金的搅拌摩擦焊_栾国红

夹紧固定，以便承受搅拌头施加的轴向力、纵向力（沿焊接方向）以及侧向力。经过研究，在对接接头中，由于焊接方法的优越性，搅拌摩擦焊对焊接接头形状、清洁度以及接头装配间隙均要求不太高。如搅拌摩擦焊对接焊时在接头间隙量为工件厚度 25A 时，同样可以得到优良的焊接接头。优点与普通的摩擦焊相类似，搅拌摩擦焊基于这种连接方法是在被焊材料熔点以下实现固相连接，所以在方法和工艺上具有较多的优越性。例如，搅拌摩擦焊目前可以焊接所有牌号的铝合金，其中包括以前熔焊难以焊接的 0BBB 系列和 CBBB 系列的铝合金；焊接过程中没有弧光、烟尘、飞溅等，针对工业制造领
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・专题综述・
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轴肩宽度
疲劳性能研究表明（图 C），铝合金材料的搅拌摩擦焊接头的疲劳性能均优于熔焊接头，其中对于 <#=5C/D7 状态的铝合金，搅拌摩擦焊的疲劳性能（在应力载荷比率为 5N2 时）完全可以达到与母材相同的水平；尽管搅拌摩擦焊一般情况下是单道单面焊完成焊接，但系列疲劳试验结果表明铝合金的疲劳性
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焊接技术
第 !" 卷第 # 期 "$$! 年 " 月

铝合金无减薄搅拌摩擦焊工艺优化及特征分析

铝合金无减薄搅拌摩擦焊工艺优化及特征分析高强铝合金具有比强度高、耐腐蚀性好、良好的热加工性等优势，广泛应用于高铁、特种车辆、航空航天等高端制造业[1]. 由于铝合金在采用传统熔焊方法时易产生气孔和热裂纹等焊接缺陷，降低了焊接质量. 搅拌摩擦焊(friction stir welding, FSW)作为一种固相焊接方法，可以有效地避免这些缺陷的产生[2].在常规FSW中，虽然不会产生焊缝余高，但是由于搅拌头轴肩压入被焊金属，会产生特有的飞边缺陷，导致金属材料损失，不可避免地出现焊缝区域低于母材的焊缝减薄现象[3]. 焊缝减薄不仅会使工件整体精度降低，也会使接头承载能力下降. 栾国红等人[4]设计出一种组合式去飞边搅拌头，可以有效的去除飞边，但是无法控制“减薄效应”. 汪洪峰等人[3]设计了复杂的焊接工具，但仅达到了一定程度减薄效果. 现有研究工作中，通常采用焊前在焊缝处增材[5-6]或非焊缝处减材[7]的方式来解决FSW焊缝减薄问题，但这些补救方法降低了工作效率，提高了焊接成本.进行实验设计是开展科学探究的重要组成部分，实验设计是围绕所提出的问题进行实验方案设计的思维过程，有助于培养学生的探究能力和科学思维，促进其学科核心素养的养成。

实验设计的关键在于变量的确定及控制。

在生物学教学中，学生常因为不能正确地分析变量，所以难以设计出比较完整的实验方案，进而影响其实验设计能力的发展。

因此加强变量分析教学，帮助学生掌握实验设计的各种变量及其控制方法，是提高学生实验设计能力发展的有效途径。

中国科学院沈阳自动化研究所研发出的一种零轴肩压入方式的新型无减薄FSW工艺，对搅拌头进行适当优化. 根据理论研究，在轴肩下压量相同时，单位面积上的轴肩承担的顶端压力相同，由于力的相互作用，焊缝中的塑性金属单位面积抵抗的力也相同，利用这个理论，选取半径大的轴肩，用以抵抗主轴对焊缝金属的下压作用，达到减弱飞边和焊缝无减薄的效果. 试验证明，该方法可以实现低成本、高效率的达到FSW焊缝表面无凹陷的效果[8]. 为获得力学性能优良的焊接接头，试验采用响应面法对这种新型无减薄FSW工艺的焊接参数进行了优化[9]，以获得性能优异的焊接工艺参数.1 试验方法试验采用规格尺寸为450 mm × 100 mm × 6 mm的A7N01P-T4高强铝合金，该材料经固溶热处理后自然时效至基本稳定的状态，其抗拉强度为385 MPa，断后伸长率为15.7%. 表1为A7N01P-T4铝合金的化学成分.试验采用新型无减薄搅拌摩擦焊工艺，为防止较小的轴肩压入量会使轴肩的包络作用减弱，无减薄搅拌摩擦焊使用带螺纹槽的轴肩，并采取零倾角焊接. 因此，在试验中，搅拌头使用直径为22 mm带螺纹槽的大直径轴肩和长度为5.8 mm的锥形带螺纹的搅拌针. 焊前使用砂纸去除试板表面氧化膜，然后采用丙酮去除工件表面油污. 将工件沿长度方向固定在工作台上，对接面实施焊接，焊接时保持搅拌头零倾角. 焊后根据GB/T2651—2008《焊接接头拉伸测试方法》，从垂直于焊缝方向的接头取拉伸试样，标距尺寸为40 mm，测量其断后伸长率.大部分心外膜起源室早的心电图表现与对应的心内膜起源室早相似，但其QRS波起始部上升较缓，可见假delta波。

铝合金搅拌摩擦焊ppt课件

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一、背景介绍
铝合金焊接性:
1、焊接变形
2、焊接裂纹问题
3、焊接接头软化
4、气孔
与传统熔化焊接方法相比，搅拌摩擦焊具有接头宏观形貌良好、焊后残余应力和变形较小、焊缝性能良好；焊接时无烟尘、无辐射；焊接过程中不需焊丝填充、不需气体保护，比较节省成本，最大程度上缓解了因热输入过大导致的铝合金焊接接头发生的“软化”及裂纹、气孔等严重缺陷，因此搅拌摩擦焊特别适合于铝合金的连接。
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一、背景介绍
铝合金根据主要合金元素的不同可以分成8个系别，其中只有1系、2系、6系、7系可以通过热处理方式来进行强化。
对于可热处理的铝合金则有自然时效和人工时效两种方式，根据时效方式和效果的不同又分成了7个等级，用T1~T7表示，其中T4和T6最为常见。
铝合金T6处理是固溶处理加人工时效处理，不同成分的铝合金只要热处理是固溶处理加人工时效处理就可以称为T6 处理，表明其热处理状态。铝合金铸件T6热处理工艺程序：加热-保温-淬火-时效。
4
一、背景介绍
6061-T6铝合金搅拌摩擦焊 6061-T6铝合金为Al-Mg-Si系热处理可强化铝合金,具有中等强度、良好的塑韧性、良好的耐蚀性、可焊性和挤压性能好等优点,广泛用于要求有一定强度和抗腐蚀性高的各种工业结构件,在铁道车辆方面,主要用于制造车体侧墙和壁板以及对焊接性能要求较高的零部件,因此需要用搅拌摩擦焊来提高其焊接接头的性能。
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二、工艺过程
材料及设备
试样材料：6061-T6铝合金（T6-固溶热处理后进行人工时效的状态）
试样尺寸：300*150*6mm
设备：大型悬臂式数控搅拌摩擦焊设备
搅拌头尺寸：轴肩直径18mm, 搅拌针直径4mm,长度 5.75mm,倾斜角度为2º，搅拌头采用螺纹结构。

搅拌摩擦焊PPT课件

三、搅拌摩擦焊设备
摩擦焊
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搅拌摩擦焊接工具搅拌焊头
按设备功能结构不同搅拌摩擦焊机
机械转动部分行走部分控制部分工件夹紧机构刚性机架
LEE MAN (SCETC)
摩擦焊
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（一）搅拌摩擦焊接工具
搅拌焊头是搅拌摩擦焊的关键和核心部件，其主要由轴肩和搅拌针两部分构成。
搅拌焊头一般需要具有如下特性：热强性、耐磨性、抗蠕变性、耐冲击性、材料惰性、易加工性、良好的摩擦效果和合理的热传导性能。
n/v降低
当转速过低或焊速过高，导致n／v降低，即焊接热输入较小，热量不足以使焊接区金属达到热塑性状态，因而焊缝中会出现孔洞、未焊透等缺陷，焊缝成形不良。
n/v过大
随着转速的提高或焊速的降低，n/v逐渐增加，焊接热输入趋于合理，焊缝成形较好。当转速过高或焊速过小时，n/v则过大，单位长度焊缝上的热输入量过高，焊接区金属过热而导致焊缝表面下凹、焊穿等缺陷，
在迚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幵将搅拌焊针插入焊件的接缝处直至搅拌焊头的肩部不焊件表面紧密接触搅拌焊针高速旋转不其周围母材摩擦产生的热量和搅拌焊头的肩部不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且软化同时搅拌焊头边旋转边沿着接缝不焊件作相对运动搅拌焊头前面的材料収生强烈的塑性发形
热机影响区
b区该区域是一个过渡区域，材料已产生了一定程度的塑性变形，同时又受到了焊接温度场的影响。
焊核区
a区为“焊核区”（WNZ），该区域位于焊缝中心靠近搅拌针插入的位置，经历了高温、应变后，焊核的中心发生了强烈的变形。应变导致焊核区在焊接过程中发生了动态再结晶，并导致该区出现高密度的沉淀相，从而有利于抑制焊接过程中晶粒的长大。焊核区一般由细小的等轴再结晶组织构成。在焊接过程中，材料与搅拌针之间的相互作用导致焊核区出现同心环（洋葱环组织）。

2024铝合金的搅拌摩擦焊接工艺及显微组织

图２焊合区内的嫂陷
性变形而沿凸肩边缘溢出，缝表面凹进及两侧出现焊
飞边毛刺．
Ｆｇ２Ｄｅｅｔｉｗｅｄｎｏｅｉ．ｆｃｓｎｌｉｇｚｎ
２４扫描电镜观察和电子能谱分析．当焊接头旋转速度为ｌ００ｒｍｌ，成致密焊０／ｎ时形缝，焊缝的抗拉强度（达到１７４ＭＰ．２左边试）．ａ图３对焊接速度为３ｍ／ｉ、接头旋转速度为０ｒａａｒｎ焊ｌ００ｒｍｉ的焊缝进行扫描电镜观察，果表明，０／ｎ时结焊缝因剧烈的热塑性变形而发生再结晶；二相质点第呈颗粒状弥散分布于基体及晶界上，第二相颗粒尺但寸存在较大差异，中，粒尺寸较大、状不规则的其颗形质点是原基体中粗大０相破碎的结果破碎的０相在
２２０４铝合金的搅拌摩擦焊接工艺及显微组织
彭成章，周鹏展黄明辉，
（．湘潭工学院机械系，１｛辘南湘｛４１０｝．覃１２１２中南大学机电工程学院．期南长社４０８）１０３
寸细小，大的０被挤碎．粗相
维普资讯
第１７卷第２期
彭成章等：０４台盒的搅拌摩擦焊接工艺且显傲组织２２铝
结晶后的新析出相．对焊缝区晶界和晶内第二相质点进行电子能谱（Ｄ）析，５所测质点化学成分谱线，现晶内ＥＸ分图是发以强化相（ｕ出现，晶界上除０相外，存在杂ＣＡ１）而还质相（：ＳＭｎｕｅ）晶界上的有害杂质相会弱如ＡＩｉＣＦ等．化晶界，并且成为拉伸断裂的裂纹源，可能是焊缝的这抗拉强度不如基体和拉伸断口呈脆性的原因．（）６ｍｍ厚的２２１对０４铸铝合金板，理的搅拌合

汽车制造新技术——搅拌摩擦焊

图１搅拌摩擦焊工作原理图２铸造铝合金和６ｍｍ铝合ＦＳＷ接头６ｍｍ　６０８２铝合金板材铸造铝合金对于焊接材料而言，搅拌摩擦焊可以焊接所有牌号的铝合金，包括可以熔焊的５０００、６０００系列铝合金和熔焊难以焊接的２０００、７０００和铝锂合金材料；同时搅拌摩擦焊还可以实现不同种材料的连接。

正常情况下，搅拌摩擦焊不需要焊丝和保护气，焊接过程消耗较少。

焊接接头强度可以达到母材金属的８０％以上。

搅拌摩擦焊目前可以实现所有的熔焊焊接结构，通过搅拌摩擦焊设备，可以实现１Ｄ、２Ｄ和３Ｄ结构的焊接。

并且由于焊透控制可以通过搅拌头来保证，所以迄今搅拌摩擦焊最大焊接深度还没有得到定义，图３为英国焊接研究所焊接的１００ｍｍ厚度的搅拌摩擦焊接头。

图３ＴＷＩ焊接的厚度为１００ｍｍ的搅拌摩擦焊接头汽车铝合金材料汽车通常选用能够大批量制造的商业化金属材料制造，使用比较普遍的一种是薄板低碳钢，另一种是铝合金。

铝合金材料很早就在国外越野汽车如ＬＡＮＤ　ＲＯＶＥＲ、运动赛车和高档轿车奥迪中使用，　并且由于汽车发展轻量化趋势的要求，铝合金在汽车中的使用越来越多，有资料显示，铝合金代替传统的钢铁制造汽车可使整车重量减轻３０％～４０％，制造发动机可减轻３０％，制造缸体和缸盖可减轻３０％～４０％，制造车轮可减轻５０％。

图４为美国福特公司２００５年利用搅拌摩擦焊汽车焊接Automobile Welding挪威Ｈｙｄｒｏ　Ａｌｕｍｉｎｕｍ公司首先利用搅拌摩擦焊实现了铝合金汽车轮毂的搅拌摩擦焊制造，如图６所示，即利用铝合金板材搅拌摩擦焊成为筒体结构，再利用液压滚压成形技术压制成设计形状，然后再利用搅拌摩擦焊将锻压或铸造轮副连接在轮鼓上，这种制造工艺既减轻了轮箍重量也简化了生产成本和提高生产效率。

目前，该技术已经在日本、澳大利亚和中国等地投入批量化铝合金轮毂生产。

汽车悬挂臂目前已经实现搅拌摩擦焊制造，如图７ａ所示，日本Ｓｈｏｗａ　Ａｌｕｍｉｎｕｍ和Ｔｏｋａｉ　Ｒｕｂｂｅｒ公司在２００４年就利用搅拌摩擦焊把挤压型材制造的悬挂头与直径２０～３０ｍｍ的铝合金管材焊在一起，实现汽车悬挂系统铝合金悬臂搅拌摩擦焊批量化制造。

6xxx系铝合金材料中厚板搅拌摩擦焊工艺研究

6xxx系铝合金材料中厚板搅拌摩擦焊工艺研究林若琛徐汉斌武汉理工大学湖北武汉 430070摘要为了获取6xxx系铝合金材料中厚板搅拌摩擦焊的最佳工艺参数，在不同的参数下对10mm厚6xxx铝合金中厚板进行搅拌摩擦焊接进行了实验对比研究，确定出最佳工艺参数：搅拌头旋转速度800r/min、焊接速度100mm/ min、搅拌头仰角3o。

经过对焊接接头显微组织与力学性能的分析：抗拉强度平均值为319MPa，达到了母材的84.8%，伸长率平均为11.3%；断口形貌均为韧窝型断口，断裂性质属于韧性断裂；焊缝中心的显微硬度达到50HV，焊缝中心到母材之间存在软化区，硬度最低为45HV，焊接接头质量良好。

文章针对铝合金搅拌摩擦焊工艺展开研究，为其在工业生产应用中提供了重要工程实践参考。

关键词搅拌摩擦焊；6xxx铝合金；焊接工艺；显微组织Research on Friction Stir Welding Process of Medium and Thick Plates of 6xxx Series Aluminum Alloy MaterialsLin Ruo-chen, Xu Han-binWuhan University of Technology, Wuhan 430070, Hubei Province, ChinaAbstract In order to obtain the best process parameters of friction stir welding of medium and thick plates of 6xxx series aluminum alloy materials, the friction stir welding of 10-mm-thick 6xxx aluminum alloy medium and thick plates is experimentally compared under different parameters, and the best process parameters are determined: the rotation speed of the mixing head is 800 r/min, the welding speed is 100 mm/min, and the elevation angle of the mixing head is 3°. After the analysis of the microstructure and mechanical properties of the welded joint, the average tensile strength is 319 MPa, reaching 84.8% of the base material, and the average elongation rate is 11.3%. The morphology of the fractures are nest fractures,and the fracture nature is ductile fractures; The microhardness of the welding seam reaches 50 HV, there is a softening zone between the welding seam and the base material, the minimal hardness is 45 HV, and the quality of the welded joint is good. This paper studies the friction stir welding process of aluminum alloy, which provides an important engineering practice reference for its industrial production application.Key words friction stir welding; 6xxx aluminum alloy; welding process; microstructure引言随着时代的发展，轻量化的材料开始不断取代较重的传统钢铁材料。