双轴肩搅拌摩擦焊技术的新突破
搅拌摩擦焊焊接工装设计中的技术创新与产业升级
搅拌摩擦焊焊接工装设计中的技术创新与产业升级在搅拌摩擦焊焊接工装设计中的技术创新与产业升级搅拌摩擦焊作为一种高效、环保的焊接技术，在现代制造业中得到了广泛应用。
而搅拌摩擦焊焊接工装设计的技术创新不仅提高了焊接质量和效率，也推动了产业的升级与发展。
一、工装设计的重要性搅拌摩擦焊焊接工装设计是保证焊接过程稳定、安全、高效进行的关键。
良好的工装设计可以提高焊接质量，降低生产成本，增加生产效率，因此在搅拌摩擦焊焊接中具有重要的地位。
二、技术创新驱动产业升级随着科技的不断进步，搅拌摩擦焊焊接工装设计也在不断创新。
新材料、新工艺、新设备的引入，使得工装设计更加智能化、精准化，提高了焊接的自动化程度，进一步推动了搅拌摩擦焊产业的发展。
三、智能化工装设计智能化工装设计是搅拌摩擦焊焊接工装设计的趋势。
通过引入人工智能、大数据等技术，实现工装设计的自动化和智能化，不仅提高了设计效率，还可以根据实时数据对工艺参数进行优化调整，提高焊接质量和生产效率。
四、产业升级带动技术创新产业升级是搅拌摩擦焊焊接工装设计技术创新的重要动力。
产业的需求推动了技术的不断改进和突破，而技术的进步又反过来带动了产业结构的升级和优化，形成良性循环，推动产业的可持续发展。
五、未来展望随着搅拌摩擦焊技术的不断发展和工装设计的持续创新，相信搅拌摩擦焊焊接工装设计将在未来更加智能化、精准化，在推动产业升级、提高生产效率和产品质量方面发挥着越来越重要的作用。
总结：搅拌摩擦焊焊接工装设计中的技术创新与产业升级密不可分。
技术创新推动了工装设计的智能化和精准化，而产业升级又反过来促进了技术的进步和应用。
只有不断创新，不断提高，搅拌摩擦焊焊接工装设计才能在新的时代背景下发挥更大的作用，推动产业向更高水平迈进。
双卧轴强制式搅拌机技术创新点
双卧轴强制式搅拌机技术创新点
双卧轴强制式搅拌机有哪些技术创新？
双卧轴强制式搅拌机的技术创新首先是在轴端密封上的改进改造内容如下：
①机械密封，采用浮动油封环及特制的密封件与机械密封组成的迷宫式密封结构，可有效阻止砂、石进入。
机械密封中设有密封保护板，保持油压稳定，使泥浆不靠近轴头，延长搅拌机的使用寿命。
②气雾润滑自密封轴端，采用多重密封结构，密封更可靠。
采用原装进口密封材料，使用寿命长。
双卧轴强制式搅拌机与时俱进增加了物联网更能，促进现代机械设备的智能化、先进化形式，更加有利于搅拌机用户的设备使用。
①维护保养提示。
②故障报警装置。
③GPS定位、微信推送功能。
双卧轴强制式搅拌机技术创新优势
双卧轴强制式搅拌机的设备运作质量，包括双卧轴强制式搅拌机自身的运行效果和在整个生产加工工序中的写作效率。
双卧轴强制式搅拌机的设备运作质量包括了搅拌机的工作质量和工作效率。
双卧轴强制式搅拌机是吸收多年的研发经验和技术优势生产研发，采用全新的轴端密封结构防止轴承漏油和全新设计的电机等新式工艺，保障搅拌机的稳定运作。
双卧轴强制式搅拌机运作优势突出，具有节能、使用寿命长的经济效益，双卧轴强制式搅拌机助力众多行业生产逐步走向规模化、集中化、批量化的生产。
双卧轴强制式搅拌机的质量优势还在于搅拌机易于维护，故障现象少，双卧轴强制式搅拌机检修省时省力。
铝合金双轴肩搅拌摩擦焊搅拌头设计、接头组织和性能研究
铝合金双轴肩搅拌摩擦焊搅拌头设计、接头组织和性能研究双轴肩搅拌摩擦焊技术(Bobbin Tool Friction Stir Welding,BTFSW)作为搅拌摩擦焊领域的拓展技术,利用下轴肩代替背部刚性垫板,大大减小了垂直方向上的锻压力,降低了装夹要求及夹具成本,同时消除了根部未焊透问题。
因此在工程实践中有很高的应用价值。
本文针对4mm厚6061-T6铝合金设计了不同的轴肩形貌及搅拌针形貌,并进行双轴肩搅拌摩擦焊试验,研究了搅拌头形貌和焊接工艺参数对接头成形及抗拉强度的影响。
分析了双轴肩搅拌摩擦焊接头各区域组织特点,并总结接头中容易出现的缺陷类型及缺陷对接头抗拉强度的影响。
主要的研究成果如下:在搅拌头为平面轴肩和圆柱形搅拌针不变的情况下,焊接接头随着上轴肩下压量的减小,接头上表面飞边量先减小后增加,下表面飞边量逐渐增加;随着旋转速度的增加,接头表面易出现鱼鳞纹且逐渐由不均匀变得均匀;随着焊接速度增加,焊接接头上表面后退侧飞边从无到有,且飞边量增加;同时上下表面接头鱼鳞纹逐渐变得均匀。
根据双轴肩搅拌摩擦焊接头中微观组织特点,接头可分为母材区(BM)、热影响区(HAZ)、热力影响区(TAMZ)及焊核区(WNZ)四个区域,其中焊核区为等轴晶粒,热力影响区晶粒为发生塑性变形的板条状晶粒,热影响区为发生粗化的板条状晶粒。
通过正交试验发现各因素对接头宏观形貌影响的主次顺序依次为:轴肩形貌、旋转速度、轴肩下压量、搅拌针形貌、焊接速度。
各因素对接头抗拉强度影响的主次顺序依次为:轴肩下压量、轴肩形貌、搅拌针形貌、旋转速度、焊接速度。
焊接头容易出现的缺陷类型分别为孔洞缺陷、弱结合缺陷、S线缺陷;其中孔洞缺陷易出现在前进侧WNZ与TMAZ交界处和WNZ偏向后退侧区域,弱结合缺陷易出现在前进侧WNZ与TMAZ交界处,S线缺陷易出现在WNZ偏向后退侧区域。
通过对比发现接头中S线缺陷区域的冶金结合程度不同,如果该区域冶金结合程度较差,则可能会影响接头的抗拉强度,如果该区域的冶金结合程度较好,则对接头的抗拉强度没有影响。
单双轴肩搅拌摩擦焊焊接接头性能对比与研究
单双轴肩搅拌摩擦焊焊接接头性能对比与研究
介绍单双轴肩搅拌摩擦焊的工艺原理。
单轴肩搅拌摩擦焊是指焊接头在单一方向进行
搅拌，并且焊接头周围的温度场和应力场是不均匀的，这可能导致焊接接头的性能不稳定。
而双轴肩搅拌摩擦焊是指焊接头在两个相互垂直的方向进行搅拌，通过双轴搅拌可以使得
温度场和应力场更加均匀，提高了焊接接头的稳定性和性能。
接着，对单双轴肩搅拌摩擦焊的焊接接头性能进行详细对比。
从接头的抗拉强度、微
观组织、硬度、断裂形貌等方面进行分析。
实验结果表明，双轴肩搅拌摩擦焊的焊接接头
具有更高的抗拉强度和硬度，其微观组织更加均匀致密，断裂形貌更加韧性。
而单轴肩搅
拌摩擦焊的焊接接头在这些方面表现相对较差。
这些结果表明双轴肩搅拌摩擦焊在焊接接
头性能上具有明显优势。
分析单双轴肩搅拌摩擦焊在实际应用中的优缺点并提出展望。
单轴肩搅拌摩擦焊由于
其简单的设备和工艺具有一定的优势，但其焊接接头性能相对不稳定，且更容易受到外界
因素的影响。
双轴肩搅拌摩擦焊虽然在工艺上更加复杂，但其焊接接头性能更加稳定，更
适用于对接头性能要求较高的场合。
双轴肩搅拌摩擦焊有着更广泛的应用前景。
本文对单双轴肩搅拌摩擦焊的焊接接头性能进行了详细的对比与研究。
实验结果表明，双轴肩搅拌摩擦焊的焊接接头在抗拉强度、硬度、微观组织等方面均表现出优势。
在实际
应用中，双轴肩搅拌摩擦焊具有更大的潜力和发展空间。
希望本文的研究成果能够为FSW
焊接工艺的优化和提升提供参考，推动这一焊接技术的进一步发展。
单双轴肩搅拌摩擦焊焊接接头性能对比与研究
单双轴肩搅拌摩擦焊焊接接头性能对比与研究摩擦焊技术是一种高效、环保的焊接方法，广泛应用于航空航天、铁路交通、汽车制造等领域。
在摩擦焊技术中，肩搅拌摩擦焊是一种常用的方法，它能够实现金属材料的高温塑性变形和冷却凝固，从而实现金属材料的连接。
在肩搅拌摩擦焊中，摩擦热量和机械力将工件加热到塑性状态，然后通过机械搅拌将工件连接在一起。
在肩搅拌摩擦焊中，单轴肩搅拌和双轴肩搅拌是两种常见的方法。
在单轴肩搅拌中，肩部沿一轴线旋转并沿同一轴线移动；而在双轴肩搅拌中，肩部沿两轴线同时旋转并沿同一轴线移动。
两种方法在焊接接头性能和焊接质量方面有着显著的差异，因此需要进行深入的研究和对比分析。
为了对单双轴肩搅拌摩擦焊焊接接头的性能进行对比研究，我们进行了一系列实验，并对实验结果进行了分析和总结。
本文将介绍我们的研究方法和实验结果，并对比分析单双轴肩搅拌摩擦焊焊接接头的性能，旨在为摩擦焊技术的进一步应用提供参考和指导。
通过实验和分析，我们得出了以下结论：1. 单双轴肩搅拌摩擦焊焊接接头的显微组织特征存在一定差异。
在单轴肩搅拌中，焊接接头的晶粒尺寸比较大，晶界清晰，但存在一定的残余应力；而在双轴肩搅拌中，焊接接头的晶粒尺寸较小，晶界不清晰，但残余应力较小。
2. 单双轴肩搅拌摩擦焊焊接接头的力学性能也存在显著差异。
在拉伸测试中，单轴肩搅拌焊接接头的抗拉强度和延伸率明显高于双轴肩搅拌焊接接头；而在冲击试验中，单轴肩搅拌焊接接头的冲击韧性明显低于双轴肩搅拌焊接接头。
3. 在断口形貌观察中，单轴肩搅拌焊接接头的断口呈现出明显的韧窝状断裂特征，而双轴肩搅拌焊接接头的断口呈现出脆性断裂特征。
单轴肩搅拌和双轴肩搅拌在摩擦焊接头的显微组织、力学性能和断口形貌方面存在显著差异。
单轴肩搅拌焊接接头具有较好的延展性和韧性，适用于对焊接接头拉伸性能要求较高的场合；而双轴肩搅拌焊接接头具有较好的强度和硬度，适用于对焊接接头抗拉强度要求较高的场合。
搅拌摩擦焊技术的工艺和设备创新
搅拌摩擦焊技术的工艺和设备创新搅拌摩擦焊（Friction Stir Welding，FSW）是一种先进的焊接技术，它通过搅拌和摩擦热的作用，将金属材料焊接在一起。
与传统的焊接方法相比，搅拌摩擦焊具有许多优势，如焊接接头强度高、无焊缝气孔等缺陷、焊接过程无需外部焊接材料等。
在工艺和设备方面的创新使得搅拌摩擦焊技术在许多领域得到广泛应用。
搅拌摩擦焊的工艺创新主要体现在焊接参数的优化和控制上。
焊接参数的优化是指通过调整焊接过程中的转速、下压力、焊接速度等参数，以获得最佳的焊接效果。
例如，通过增加转速可以提高焊接接头的强度，而降低下压力可以减少焊接过程中的材料损伤。
此外，还可以通过改变焊接速度来控制焊接过程中的热输入，从而影响焊接接头的显微组织和性能。
在焊接参数的控制方面，搅拌摩擦焊技术也取得了重要进展。
传统的焊接方法通常需要熔化金属并形成焊缝，而搅拌摩擦焊则是通过搅拌和压力来实现焊接。
因此，焊接过程中的温度和应力分布与传统焊接方法有很大的不同。
为了实现良好的焊接效果，需要对焊接过程进行精确的控制。
近年来，研究人员通过数值模拟和实验研究，建立了焊接过程的数学模型，并开发了相应的控制系统。
这些工作为搅拌摩擦焊技术的工艺优化和自动化提供了重要的支持。
除了工艺创新，搅拌摩擦焊的设备创新也是推动其应用的重要因素。
搅拌摩擦焊设备主要由焊接头、转速控制系统和下压力控制系统等组成。
近年来，随着搅拌摩擦焊技术的发展，设备的性能和功能也得到了大幅提升。
例如，一些新型的搅拌摩擦焊设备采用了先进的传感器和控制系统，可以实现对焊接参数的实时监测和调整。
此外，还有一些设备采用了机器人技术，可以实现对复杂结构的焊接。
这些设备的创新使得搅拌摩擦焊技术在航空航天、汽车制造、船舶建造等领域得到了广泛应用。
在航空航天领域，搅拌摩擦焊技术已经成为飞机结构件的主要焊接方法。
与传统的铆接方法相比，搅拌摩擦焊具有焊接接头强度高、重量轻、无气孔等优点，可以有效提高飞机的性能和可靠性。
几种新型搅拌摩擦焊技术
几种新型搅拌摩擦焊技术搅拌摩擦焊技术自1991年问世以来就倍受业界瞩目，特别是1996年搅拌摩擦焊被成功应用于宇航结构件的焊接以后，在制造业掀起了技术研究、发展和推广应用的热潮[1-3]。
双轴肩自适应搅拌摩擦焊技术搅拌摩擦焊作为一种先进的固相连接技术，已经在造船、航空航天、轨道交通等领域获得了广泛的应用。
但是在一些特殊的加工过程中需要搅拌摩擦焊设备提供较大的焊接力，同时要求在焊接过程中对待焊零件进行严格装夹（包括背部的刚性支撑），这给某些特殊结构形式下实施FSW造成了困难，如大直径火箭贮箱环缝结构的焊接等。
而双轴肩自适应搅拌摩擦焊（Self-ReactingPin Tool，SRPT）技术成功地解决了上述问题。
1 原理双轴肩自适应搅拌摩擦焊是通过上下轴肩夹持作用加紧工件，下轴肩代替了常规搅拌摩擦焊的垫板装置。
搅拌针与驱动装置及下轴肩相连，这样既可调节加载载荷又可调整下轴肩的位置。
且上轴肩与单独的驱动轴相连，这种上下轴肩单独控制的方式使得自适应系统得以实现，并且使上下轴肩的顶锻力反向相等，整个工件在垂直板件方向所受合力为零。
由于SRPT采用了两个轴肩的模式，提高了焊缝背部的热输入，可以预防和降低焊缝背部缺陷。
与常规 FSW 相比，SRPT有两个独立控制的轴肩；常规FSW焊件背面需要配套的刚性支撑垫板，而SRPT焊件背面则不需要；常规FSW被焊工件需要严格的装夹，焊件需要被垂直及侧向压紧，而 SRPT大大简化了装夹机构；常规FSW焊缝背部常常是整个焊件的薄弱环节，SRPT由于下轴肩的产热减小了从焊缝表面到背部的温度梯度，降低了焊缝的热损耗，提高了热效率，因此可以很好地消除焊缝背部未焊透等缺陷。
2 试验验证与工程应用Edwards 等[4]成功地应用双轴肩自适应搅拌摩擦焊技术对薄板铝合金进行了焊接，试验表明：在薄板焊接领域此技术可以实现1.8mm及更薄的铝合金型材的焊接；焊接速度可以达到1m/min以上；对2mm厚A l6061铝合金的试验表明，焊缝强度系数可达88%，而且强度系数还可以进一步提高。
先进的搅拌摩擦焊技术
先进的搅拌摩擦焊技术本文简要介绍了搅拌摩擦焊接技术的工艺原理以及它的技术优势和发展前景。
搅拌摩擦焊是摩擦焊方法的新发展，是英国焊接研究所提出的专利技术。
它可以对多种熔化焊接性差的有色金属进行可靠的连接，而且焊接工艺简单。
1.绪论搅拌摩擦焊是由英国焊接研究所(The Welding Institute，简称TWI)于1991年提出的一种固态连接方法,并于1993年和1995年在世界范围内的发达和发展中国家申请了知识产权保护。
此技术原理简单，且控制参数少、，易于自动化，可将焊接过程中的人为因素降到最低。
搅拌摩擦焊技术与传统的熔焊相比，拥有很多优点，因而使得它具有广泛的工业应用前景和发展潜力。
有关搅拌摩擦焊接头的组织、力学性能(包括断裂、疲劳、腐蚀性能)、无损检测以及工艺参数对焊缝质量的影响等的研究是推广应用搅拌摩擦焊的基础，有关这些方面的研究是这个领域的研究热点。
搅拌摩擦焊技术是世界焊接技术发展史上自发明到工业应用时间跨度最短和发展最快的一项神奇的固相连接新技术。
截止2002年9月15日，世界范围内得到英国焊接研究所(TWI)搅拌摩擦焊专利技术许可的用户己经有78家，与搅拌摩擦焊技术相关的专利技术有551项，用户已覆盖24个国家和地区。
著名的B o e i n g、NASA、 BAE、 HONDA、 GE、HITACHI、MARTIN等公司购买了此项技术，并已大量的在航天、航空、车辆、造船等行业得到成功地应用。
2.搅拌摩擦焊原理及工艺搅拌摩擦焊的焊接原理如图l所示[13-30]。
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。
一个带有特型搅拌指头的搅拌头旋转并缓慢的将搅拌指头插入两块对接板材之间的焊缝处。
一般来讲，搅拌指头的长度接近焊缝的深度。
当旋转的搅拌指头接触工件表面时，与工件表面的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。
搅拌指头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件表面为止。
搅拌摩擦焊技术应用现状和发展趋势
万方数据搅拌摩擦焊接过程中，接头温度峰值始终处于材料熔化点以下（约为材料熔点的０．８），不会出现材料熔化，从而避免了常规熔焊工艺中因熔化一凝固现象的存在所造成的各种焊接缺陷。
所以，搅拌摩擦焊是一种固相焊接技术。
接头材料在高温软化状态下，由于搅拌图１搅拌摩擦焊基本原理及工艺过程头的挤压而形成牢固的锻造细晶组织（与此不同的是，熔焊接头通常为晶粒粗大的铸造组织）。
与其他焊接方法相比，搅拌摩擦焊具有以下特点：（１）搅拌摩擦焊是一种固相连接技术，接头性能优异。
（２）焊前不需要开坡口，可以节省焊前准备工时。
（３）焊接过程中不需要保护气，也不需要填充材料。
（４）焊接过程容易实现自动化，可以实现全位置焊接，接头质量一致性好。
（５）焊接热输入小，从而导致焊接变形小、接头残余应力水平低，是一种低应力，小变形焊接技术。
（６）焊接过程中无飞溅、无弧光，无辐射，是一种绿色焊接技术。
（７）焊接效率高、能耗低，是一种高效焊接技术。
搅拌摩擦焊技术的这一系列特点使其对于以铝合金为代表的轻金属结构焊接具有非常重要的意义，在航空、航天、船舶、列车、汽车以及电力、电子等领域具有非常广阔的应用前景。
：．搅拌摩擦焊技术应用现状搅拌摩擦焊作为一种轻合金材料连接的优选焊接Ｅ口！唑堡笙！塑壁董皇塑型参磊加工热加工ｗｗｗ，ｍａｃｈｉｎｉｓｔ．ｃｏｍ，ｃｎ技术，已经从技术研究迈向高层次的工程化和工业化应用阶段，如在美国的宇航制造工业、北欧的船舶制造工业和日本的高速列车制造等领域，搅拌摩擦焊技术都得到了广泛应用。
搅拌摩擦焊技术１９９５年（通过申请专利）进入中国，但是这项技术在中国真正获得发展却是在２００２年以后——中心成立以来的这几年时间，它是以中国自主研制的第一台专机搅拌摩擦焊设备的交付使用为标志的。
２００２年以来，搅拌摩擦焊技术已被迅速推广到国内的航空、航天、船舶、电力、电子以及汽车等领域，并在几十种产品型号中得到应用。
１．搅拌摩擦焊技术在航天型号产品研制中的应用由于轻量化的需要，航天领域大量采用了铝合金结构——最适合采用搅拌摩擦焊技术，从而使搅拌摩擦焊技术最早在火箭、航天飞机等宇航产品中得到推广。
世界级先进焊接技术——双轴肩搅拌摩擦焊技术
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ห้องสมุดไป่ตู้ｗｗ ｗ ． ｃ ｆ ｓ ｗｔ ． ｃｏｍ
世 界 级 先 进 焊 接 技 市
一 ～
又 又 轴 肩 搅 拌 磨 擦 焊 技 木
一
世界级先进焊接技术 双轴肩搅拌摩擦焊技术
“ 搅拌摩擦焊技术”被誉为２ １ 世纪最具革 命性 的焊接技术 ，历经二十多年 的技术研发和 丁程化推广 ，已经在 国内外 各Ｔ业领域得到了 广泛应用。在其基础上发展起来 的双轴肩搅拌 摩擦焊技术，针对薄壁结构 、中空结构及其他 复杂结 构 ，有着更为显著的技术优势 ，为搅拌 摩擦焊技术注 入了新的活力。在 该技术的基础 上 ，北京赛福斯特技 术有限公司 （ 中国搅拌摩 擦焊中心 ）与英国焊接研 究所 （ Ｔ ｗＩ ）合作开 发 了浮动式双轴肩搅拌摩擦焊技术。该技术除 具备固定式双轴肩所 有的技术优势外 ，浮动式
达１ ０ ａ ｒ ｍ，可 以 实现 浮 动式 或 固定 式 双轴 肩 自支
Ｐ Ｉ ＇ Ｇ 重 【解决 了双轴 肩搅拌摩擦焊技 术在焊接 中存在 的问题 ，获得 了优 良的双轴 肩搅拌摩擦 焊接头。在随后的沟通巾，ｌ ｒ Ｇ 公司对于我公司
撑技术 ，为难以在零件内部施加有效支撑的焊接 结构如 ：中空型材以及各种贮箱等提供了新的技 术解决方案。 （ 北京赛福斯特技术有限公司 ）
耐 心 的培 训 指导 。经 过短 短 ７ 天 时 间就 帮 助英 国
擦焊中心 ）自成立 以来 ，本着 “ 合作 、发展 、
创新 、提 高 ” 的经 营 理 念 、 “ 质量 第 一 、客户
第一 、服务第 一”的经 营宗 旨，致 力于搅拌摩 擦焊技术的研 发和推 广 ，目前 已成功开发了中 国首台双轴肩搅拌摩擦焊设备 ，该双轴肩搅拌 摩擦焊设备结 构简单 、功能先进 ，并且采用 ＿ ｒ 全数字化焊接 压力控制 系统 ，最大焊接厚 度可
单、双轴肩搅拌摩擦焊焊接接头性能对比与研究
单、双轴肩搅拌摩擦焊焊接接头性能对比与研究作者：刘赣华李可来源：《科技创新与应用》2020年第10期摘; 要：分别采用单、双轴肩搅拌摩擦焊工艺对6mm厚7A05铝合金板材进行焊接实验，对比分析两种焊缝接头的金相组织、力学性能及显微硬度。
实验结果表明，双轴肩搅拌摩擦焊能有效消除焊缝根部薄弱及未焊透等焊接缺陷，但双轴肩焊缝产生了非常明显的脆性倾向。
双轴肩焊缝接头的抗拉强度可以达到母材的78%，达到单轴肩接头强度的84%。
两种焊缝接头区域的显微硬度都低于母材，说明焊缝都发生了软化现象。
关键词：搅拌摩擦焊;双轴肩搅拌摩擦焊;金相分析;力学性能中图分类号：TG453.9; ; ; 文献标志码：A; ; ; ; ;文章编号：2095-2945（2020）10-0096-02Abstract： The welding experiments of 6-mm-thick 7A05 aluminum alloy plates were carried out by single and double shoulder friction stir welding respectively， and the metallographic structure， mechanical properties and microhardness of the two kinds of weld joints were compared and analyzed. The experimental results show that the double-shoulder friction stir welding can effectively eliminate the welding defects such as weak weld root and lack of penetration， but the double-shoulder weld has a very obvious brittleness tendency. The tensile strength of the biaxial shoulder weld joint can reach 78% of the base metal and 84% of the single shoulder joint strength.The microhardness of the joint area of the two kinds of welds is lower than that of the base metal，indicating that the welds have been softened.Keywords： friction stir welding; double shoulder friction stir welding; metallographic analysis; mechanical properties引言搅拌摩擦焊（friction stir welding）经过20多年的发展已经在航空航天、轨道列车及核工业等行业得到了广泛应用，其与传统的熔化焊接方法相比具有晶粒细小、焊缝综合力学性能良好，无烟尘，无飞溅，环保节能，无需焊丝和保护气等优点[1]。
搅拌摩擦焊--最具革命性的焊接新技术
专稿
动化的， 只要设定好焊接参数， 设备就可以自动完成焊 接过程， 从而不会受操作者个人技术水平的限制， 保证 了焊接质量的稳定性。以上这些相对于普通熔焊的优 点使得它被业内人士称为 “最具革命性的焊接技术” 。
（ ） 残余变形小 !
图> 北京航空制造工程研究所所长郭恩明与 英国焊接研究所代表? ! % .@A * % 0 1签约 成立中国搅拌摩擦焊中心 ， $ % ’ > B 7 )C . * % . 0 1 2+ , 2 % 6 2 . 0 ) /D EFG H ? & & ! . 6 0 1 2 , 2 , 2 2 . 0 ! 0 % I 2F , ’ ? ! % .@A * % 0 1) / 0 1 2 + D , % 0 % 1J 2 5 6 % . ? . 0 % 0 7 0 2 ! , 2 % . % . / ) , / ) 7 . 6 % . & & & & 0 1 2( 1 % . 2 2$ , % 3 0 % ) .A 0 % ,J 2 5 6 % . 2 . 0 2 , &( 活的市场应变体制， 以满足国内市场对搅拌摩擦焊技 术日益增长的需求， 以 “中国搅拌摩擦焊中 # : : # 年底， 心” 为主体注册成立了中国第一家专业化搅拌摩擦焊 技术公司— — —北京赛福斯特技术有限公司。 作为北京市高新技术企业， 北京赛福斯特技术有 限公司全权负责 “中心” 所有有关搅拌摩擦焊技术的业 务， 其中包括： 搅拌摩擦焊技术研究、 工程应用开发、 产 品加工、 设备研制以及代表英国焊接研究所进行中国 区 （包括台湾、 香港和澳门地区） 搅拌摩擦焊技术专利 许可证的发放和管理。目前， 公司拥有包括博士、 硕 其中包括中国工 士、 研究员在内的技术人员 # : 余名， 程院院士8名。 随着我国武器装备和交通运输工具轻量化的发展 以及高强铝合金在航空、 航天、 交通运输业的大量应 用， 如何对铝合金进行可靠的连接是一个亟待解决的 问题。去年， 该技术刚刚引进国内时就在这些行业内 引起了极大的反响。特别是 “中心” 和公司成立后， 通 过快速有效的技术开发， 已经在机理、 工艺、 设备研究 方面取得了很大的进展， 为搅拌摩擦焊技术在中国市 场的工程化及工业化应用奠定了基础， 铺平了道路。 现在， 有很多航空、 航天、 船舶、 交通行业的用户与 公司取得了联系， 表示了很大的技术应用兴趣。目前 公司已经为包括哈尔滨工业大学在内的多家高校和企 业开发了搅拌摩擦焊设备， 进行技术研究和产品制造， 取得了很好的技术和经济效益。随着铝合金在各行各 业应用的不断增加和技术应用推广的进行， 该技术会 # $ $ %年第"新技术
搅拌摩擦焊工作原理
搅拌摩擦焊（Friction Stir Welding，FSW）作为一种固相连接技术，在1991年由英国焊接研究所（The Welding Institute, TWI）发明。
与传统熔化焊相比，FSW 无需添加焊丝、不需要保护气体，焊接过程无污染、无烟尘、无辐射，焊接接头残余应力低，因此具有焊接效率高、焊接变形小、能耗低、设备简单、焊接过程安全等一系列优点。
经过20多年的发展，FSW已经在航空航天、轨道交通、舰船等领域得到了广泛应用。
搅拌摩擦焊的原理：高速旋转的搅拌头扎入被焊工件内，旋转的搅拌针与被焊材料发生摩擦并使其发生塑化，轴肩与工件表面摩擦生热并用于防止塑性状态的材料溢出。
在焊接过程中，工件要刚性固定在背部垫板上，搅拌头边高速旋转边沿工件的接缝与工件相对移动，在搅拌头锻压力的作用下形成焊缝，最终实现被焊工件的冶金结合。
搅拌摩擦焊广泛适用于各类材料，目前已成功实现了铝、镁等低熔点金属及合金、铜合金、钛合金、钢铁材料、金属基复合材料以及异种金属（铝/铜、铝/镁、铝/钢等）的焊接。
在传统技术的基础上，搅拌摩擦焊有了五大创新发展：双轴肩搅拌摩擦焊、静轴肩搅拌摩擦焊、搅拌摩擦点焊、复合能场搅拌摩擦焊、搅拌摩擦增材制造。
双轴肩搅拌摩擦焊（Bobbin Tool Friction Stir Welding，BT-FSW）与传统FSW 相比，其搅拌头为上、下轴肩结构，两个轴肩通过搅拌针连接，下轴肩取代了传统FSW的背部刚性支撑垫板，对工件进行自支撑，实现中空部件的焊接。
上、下双轴肩的结构在焊接过程中降低了接头厚度方向的温度梯度，减小了接头组织不均匀性，可实现根部全焊透的焊接。
静轴肩搅拌摩擦焊（Stational Shoulder Friction Stir Welding,SS-FSW）采用轴肩与搅拌针分体式设计，在焊接过程中内部搅拌针处于旋转状态，而外部轴肩不转动，仅沿焊接方向行进。
在常规FSW中，轴肩与被焊接材料之间的摩擦是主要的产热方式。
探索搅拌摩擦焊焊接工装设计的创新方向
探索搅拌摩擦焊焊接工装设计的创新方向搅拌摩擦焊（FSW）作为一种环保高效的焊接工艺，在航空航天、汽车制造等领域得到了广泛应用。
而焊接工装作为搅拌摩擦焊中至关重要的辅助设备，直接影响着焊接质量和效率。
因此，探索搅拌摩擦焊焊接工装设计的创新方向，对于提高焊接质量、降低生产成本具有重要意义。
首先，传统的搅拌摩擦焊工装设计通常采用固定式结构，存在着无法满足复杂焊接需求、重复利用率低等问题。
因此，创新方向之一是开发可调式搅拌摩擦焊工装。
这种工装可以根据不同焊接对象的形状和尺寸进行调整，实现更广泛的应用范围。
同时，可调式工装还能够提高工装的重复利用率，降低生产成本。
其次，随着智能制造技术的发展，智能化搅拌摩擦焊工装设计成为焊接领域的热点。
智能化工装可以通过传感器实时监测焊接过程中的温度、压力等参数，准确控制焊接参数，提高焊接质量和稳定性。
此外，智能化工装还可以实现远程监控和远程操作，降低人工干预，提高生产效率。
再者，注重工装的耐磨性和抗腐蚀性是搅拌摩擦焊工装设计的另一重要方向。
由于搅拌摩擦焊过程中摩擦热量大、摩擦力强，工装往往会受到严重磨损。
因此，选择耐磨性和抗腐蚀性较高的材料制作工装，设计合理的冷却系统，可以延长工装的使用寿命，减少更换频率，降低维护成本。
最后，考虑环保因素也是搅拌摩擦焊工装设计的创新方向之一。
在工装设计中引入可降解材料、节能设计等环保元素，减少焊接过程中的能源消耗和废物排放，减轻对环境的影响。
同时，环保工装设计还能提升企业形象，符合现代社会的可持续发展理念。
综上所述，探索搅拌摩擦焊焊接工装设计的创新方向至关重要。
可调式工装、智能化工装、耐磨性抗腐蚀性工装和环保工装设计是未来焊接工装发展的趋势，将为搅拌摩擦焊技术的推广和应用提供更加坚实的支撑。
希望未来在这些创新方向上取得更多突破，推动搅拌摩擦焊工装技术不断向前发展。
单双轴肩搅拌摩擦焊焊接接头性能对比与研究
单双轴肩搅拌摩擦焊焊接接头性能对比与研究【摘要】本文主要对单轴肩搅拌摩擦焊焊接接头性能、双轴肩搅拌摩擦焊焊接接头性能以及单双轴肩搅拌摩擦焊焊接接头性能进行比较和研究。
通过实验方法和结果分析，对比了不同焊接方式下接头的性能表现。
实验结果显示，双轴肩搅拌摩擦焊焊接接头相比单轴方式具有更好的性能。
通过对比分析，得出了单双轴肩搅拌摩擦焊焊接接头性能差异的结论，并展望了未来研究的方向。
本研究对于提高焊接接头的性能和工艺优化具有一定的参考价值。
【关键词】单轴肩搅拌摩擦焊焊接、双轴肩搅拌摩擦焊焊接、接头性能比较、实验方法、实验结果分析、未来研究展望、焊接接头性能、单双轴肩搅拌摩擦焊焊接、研究背景、研究意义。
1. 引言1.1 研究背景本研究旨在比较分析单轴肩搅拌摩擦焊焊接接头的性能和双轴肩搅拌摩擦焊焊接接头的性能，探讨它们在强度、硬度、耐腐蚀性等方面的差异，并为该领域的未来研究和应用提供有益的参考和建议。
1.2 研究意义单双轴肩搅拌摩擦焊焊接技术是一种新型的焊接方法，具有很高的研究和应用价值。
本文旨在通过对单双轴肩搅拌摩擦焊焊接接头性能的对比与研究，探讨其在工程领域中的潜在应用和发展前景。
研究意义主要体现在以下几个方面：单双轴肩搅拌摩擦焊焊接技术具有很高的效率和准确性，可以满足工程领域对焊接质量和效率的要求。
通过对其性能进行对比研究，可以更好地了解其优势和劣势，为工程实践提供技术支持。
单双轴肩搅拌摩擦焊焊接技术在节能减排、资源循环利用等方面具有重要意义。
通过研究其性能，可以为工程领域的可持续发展提供技术支持，促进环保产业的发展。
通过对单双轴肩搅拌摩擦焊焊接接头性能的对比研究，可以为相关领域的研究人员提供参考和借鉴，促进技术的交流和发展，推动该领域的前沿研究进展。
本研究具有重要的理论和实践意义，对于推动工程领域的发展具有积极的促进作用。
2. 正文2.1 单轴肩搅拌摩擦焊焊接接头性能单轴肩搅拌摩擦焊（FSW）焊接是一种通过在金属材料之间施加热和压力来实现固态连接的技术。
创新驱动搅拌摩擦焊接技术发展突破核心技术拓展国际市场
Innovation Leads FSW Technology Development Break Core Technology and Explore International Market
为促进搅拌摩擦焊技术在中国的创新发展、市场化开拓及产业化应用，中航工业北京航空制造工程研究所于2002年在国内率先成立了中国搅拌摩擦焊中心（北京赛福斯特技术有限公司）。
12年来，中国搅拌摩擦焊中心砥砺创新，在技术原理、工艺探索、装备制造和工程化应用方面均取得累累硕果，推动着搅拌摩擦焊技术在国内以其他任何一种焊接方法无可比拟的发展速度，迅速走出实验室进入实际工程化应用，在航天、航空、船舶、列车、汽车、能源、电力、电子等多个行业得到了广泛应用，产生了巨大的技术、经济和社会效益。
搅拌摩擦焊作为一项固相连接技术，正在铝合金结构制造领域实现着革命性的跨越式发展，并成为铝合金、镁合金工程结构制造中的主要连接方法。
引领未来，中国搅拌摩擦焊中心必将会在高熔点材料连接的核心技术突破、国际合作与市场开拓方面，为世界焊接科技事业的发展作出新贡献!
关桥院士。
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双轴肩搅拌摩擦焊技术的新突破
双轴肩搅拌摩擦焊（BTFSW）技术是在搅拌摩擦焊（FSW）基础上研发出来的先进的焊接技术，焊接时背部无需刚性垫板支撑，有利于消除背部未焊透等缺陷，特别适用于薄壁筒形结构件、中空结构件及复杂结构件的焊接。
英国TWI、美国MTS和BOEING公司对双轴肩搅拌摩擦焊的研究较早，具有一定的技术积累，而国内的研究基础比较薄弱。
十年来，依靠不断的滚动发展，兰生公司的合作伙伴中航工业北京赛福斯特技术有限公司（中国搅拌摩擦焊中心）已经建立起一个世界一流的搅拌摩擦焊接实验室，配备了功能齐全的搅拌摩擦焊接设备。
2008年，兰生公司的合作伙伴中航工业北京赛福斯特技术有限公司开始研制双轴肩搅拌摩擦焊接设备原型机（旧设备改造）；2009年，开发出国内第一台双轴肩搅拌摩擦焊专机设备；2011年，参加英国焊接研究所浮动式双轴肩项目，共同开发浮动式双轴肩搅拌摩擦焊接技术；2012年，成立双轴肩搅拌摩擦焊项目组，进一步致力于
双轴肩搅拌摩擦焊接技术开发和市场推广。
2013年10月，自主设计了3mm固定式双轴肩搅拌头，探索优化焊接工艺，焊接出焊缝成型美观、飞边小、几乎无变形的1000mm长的中空结构列车空调板（见图1）和1500mm长的船舶带筋板（见图2）。
当采用兰生合作伙伴赛福斯特公司自主研发的固定式双轴肩搅拌头进行焊接时，无需使用与浮动式双轴肩搅拌头配套的特殊刀柄，提高了设备的适用性；缩小了轴肩直径、降低了焊接热输入，不仅减少了焊接成本，还有利于焊接接头性能的提高。
欢迎国内外用户就双轴肩搅拌摩擦焊接技术与兰生公司接洽，进行技术咨询、交流和合作。