搅拌摩擦焊培训-

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搅拌摩擦焊培训-

Source: TWI
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Stationary Shoulder FSW
SSFSW of 2mm to 4mm AA6082
Source: TWI
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Stationary Shoulder FSW—AdStir
AdStir Butt FSW
FSW Tool
FSW Tool
Wire Stationary Shoulder
85%。
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FSW of High Melting-Temperature Materials
Ti的FSW
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FSW of High Melting-Temperature Materials
EWI与美国海军合作，针对先进两栖装甲战车部件，系统开展钛合金搅拌摩擦焊技术攻关。
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Fixed Bobbin Tool
Component
Balanced Forces
Component
Source: TWI
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Z Axis control
Fixed Bobbin Tool
Floating Bobbin FSW
Source: TWI
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Floating Bobbin FSW 浮动式双轴肩搅拌摩擦焊工艺
汽车组装
Car : Zoé 1st electrical car in serial production in Europe 欧洲首批电动汽车批量生产 Target: 90 000 vehicles / year in 2013 目标：90000辆/年 2013年
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搅拌摩擦焊技术应用 —— 汽车
Al

搅拌摩擦焊工艺研究

搅拌摩擦焊定义
搅拌摩擦焊原理
搅拌摩擦焊特点
搅拌摩擦焊应用
搅拌摩擦焊的特点
焊接过程稳定
焊接接头强度高
焊接变形小
焊接接头质量好
Part Three
搅拌摩擦焊的设备与工具
搅拌摩擦焊的设备
搅拌摩擦焊机：用于实现搅拌摩擦焊工艺的主要设备，包括主机、控制系统、搅拌头等部分。搅拌头：用于产生摩擦热和压力的部件，通常由轴肩、搅拌针和针尖组成。控制系统：用于控制搅拌摩擦焊机的运行，包括电源、电机、传动系统等。辅助工具：包括夹具、支撑架等，用于固定和支撑工件，确保焊接过程的稳定性和精度。
润滑设备：定期对设备进行润滑，减少磨损和摩擦
更换易损件：及时更换易损件，保证设备正常运行
Part Four
搅拌摩擦焊的操作流程
焊接前的准备
确定焊接材料：根据材料类型和厚度选择合适的搅拌摩擦焊工艺参数清理表面：去除材料表面的油污、氧化物等杂质，保证焊接质量装配定位：将待焊材料精确装配，确保焊接过程中的稳定性和精度检查设备：确保搅拌摩擦焊设备处于良好状态，具备焊接条件
搅拌摩擦焊与其他焊接方法的结合
搅拌摩擦焊与激光焊接的结合搅拌摩擦焊与电子束焊接的结合搅拌摩擦焊与激光-MIG焊接的结合搅拌摩擦焊与激光-TIG焊接的结合
搅拌摩擦焊在绿色制造领域的应用前景
搅拌摩擦焊在新能源汽车领域的应用：电池托盘、电机壳等部件的焊接
搅拌摩擦焊在航空航天领域的应用：飞机机身、发动机
海洋工程领域：搅拌摩擦焊可用于制造海洋平台、船舶和潜艇等结构件，提高结构强度和耐腐蚀性
医疗器械领域：搅拌摩擦焊可用于制造医疗器械中的高精度零部件，如手术器械、植入物等
Part Seven

第二章搅拌摩擦焊

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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第二节搅拌摩擦焊工艺
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&
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2-2a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 -2b所示为较为复杂形状的搅拌指棒 &
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第一节搅拌摩擦焊的基本原理
图2-1搅拌摩檫焊原理图
第一节搅拌摩擦焊的基本原理
搅拌头由特殊形状的搅拌指棒和轴肩组成&搅拌指棒的长度等于板厚;但一般情况下;它的长度比母材的厚度稍短一些；而轴肩的直径大于搅拌指棒的直径&
第一节搅拌摩擦焊的基本原理
第一节搅拌摩擦焊的基本原理
搅拌头的轴肩的作用：一是可以保证搅拌指棒插入的深度；其次是轴肩与被焊材料的表面紧密接触;防止处于塑性状态的母材表面的金属排出而造成的损失和氧化；三是与母材表面摩擦生热;提供部分焊接所需要的搅拌摩擦热&
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第一节搅拌摩擦焊的基本原理
2.存在的问题
随着搅拌摩擦焊技术的研究和发展;搅拌摩擦焊在应用领域的限制得到很好解决;但是受它本身特点限制;搅拌摩擦焊仍存在以下问题： 1焊缝无增高在接头设计时要特别注意这一特征&焊接角接接头受到限制;接头形式必须特殊设计& 2需要对焊缝施加大的压力;限制了搅拌摩擦焊技术在机器人等设备上的应用& 3焊接结束由于搅拌头的回抽在焊缝中往往残留搅拌指棒的孔;所以必要时;焊接工艺上需要添加“引焊板或退出板”& 4被焊零件需要由一定的结构刚性或被牢固固定来实现焊接；在焊缝背面必须加一耐摩擦力的垫板& 5要求对接头的错边量及间隙大小必需严格控制 6目前只限于对轻金属及其合金的焊接& 总之;与熔焊相比;它是一种高质量、高可靠性、高效率、低成本的绿色连接技术&

搅拌摩擦点焊

新型绿色环保焊接技术——搅拌摩擦点焊摘要面对节能减排和环境保护要求，一种新型的绿色环保焊接技术——搅拌摩擦点焊技术应运而生，作为在搅拌摩擦焊基础上发展起来的一种新型固相焊接技术，其接头质量高、变形小、焊接质量稳定，并且具有减轻结构重量、降低制造成本及节省能源等一系列优点。

本文介绍了搅拌摩擦点焊的固相连接机理，工艺流程，以及技术特点，并举例说明其在汽车工业和航空工业的发展应用状况。

关键词：搅拌摩擦点焊；电阻点焊；铆接；熔焊；车身；航空铝材目录目录摘要 (I)目录 ........................................................................................................................................ I I1 绪论 (1)2 搅拌摩擦点焊的固相连接机理 (2)2.1 搅拌摩擦焊技术简介 (2)2.2搅拌摩擦点焊技术介绍 (2)3 搅拌摩擦点焊的工艺流程 (4)4 搅拌摩擦点焊的技术特点 (4)4.1 与电阻点焊（RSW）对比的优点 (4)4.1.1 生产成本与能源消耗 (4)4.1.2 接头质量 (5)4.2 与铆接对比的优点 (6)4.2.1 生产成本与能源消耗 (6)4.2.2 接头质量 (6)5搅拌摩擦点焊在汽车工业和航空工业的应用状况 (7)5.1 搅拌摩擦点焊在汽车工业的应用状况 (7)5.2 搅拌摩擦点焊在航空工业的应用状况 (8)6 全文结论 (9)参考文献 (9)1 绪论1 绪论1.1引言随着全球资源与环境保护问题的日趋严峻，运载工具的轻量化设计成为汽车、航空航天等制造领域的发展方向。

一方面采用铝合金代替传统的钢材料，另一方面通过高效的新型工艺技术提高产品的可靠性并降低产品重量。

铝合金作为运载工具的主要制造材料，其主要连接方式是焊接和铆接。

在欧洲汽车车体生产中，常用的连接技术是YAG激光焊接方法，在日本车体制造中常用电阻点焊方法，运载火箭贮箱的制造过程中要大量应用电阻点焊和铆接技术，而航空飞行器的制造过程更需要广泛采用铆接技术。

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。

搅拌摩擦焊基础知识培训

搅拌摩擦焊基础知识培训嘿，朋友们！今天咱们来聊聊搅拌摩擦焊，这可是个相当有趣且实用的技术。

你想想，金属的连接就像是搭积木，得让它们紧紧地“抱”在一起，还得牢固得不像话。

那搅拌摩擦焊就是这个神奇的“搭积木高手”。

搅拌摩擦焊呢，简单说就是通过一个特殊的工具，在金属连接处“搅和搅和”，让它们热起来，然后融合在一起。

这就好比揉面团，不断地揉啊揉，面就变得均匀又结实。

这个特殊工具就像是个魔法棒，它一边旋转，一边沿着焊缝移动。

就像咱们走路，一步一步，稳扎稳打。

它产生的摩擦力会让金属变软变热，然后在压力的作用下，实现完美的连接。

这和传统的焊接方法可大不一样。

传统焊接，就像是放鞭炮，“噼里啪啦”一阵火花，热得吓人，还可能让金属变形，就像被“揍”了一顿，样子可不好看。

搅拌摩擦焊呢，温度相对低，变形小，就像个温柔的淑女，轻轻一抚，金属就乖乖听话了。

而且它能焊接那些不容易焊接的材料，比如铝合金，那可真是帮了大忙。

你说这技术难不难？其实也没那么可怕。

只要掌握了要领，就像骑自行车，一开始可能摇摇晃晃，但多练几次，不就顺溜了嘛。

要做好搅拌摩擦焊，首先得选对工具。

这工具就像战士的武器，得锋利，得顺手。

然后呢，焊接参数得调好，速度啦、压力啦，就像做饭放盐，多了少了都不行。

还有啊，焊接的环境也很重要。

别在风大的地方，不然风一吹，温度跑了，效果可就差了。

搅拌摩擦焊的优点可多了去了。

它焊接出来的接头强度高，质量稳定，就像长城一样坚固。

而且对环境友好，没有那些刺鼻的气味和耀眼的火花。

总之，搅拌摩擦焊是个了不起的技术，学会了它，就像拥有了一把神奇的钥匙，能打开很多制造的大门。

朋友们，多去了解，多去尝试，说不定你就是下一个焊接大师！。

龙门式搅拌式摩擦焊安全操作及保养规程

龙门式搅拌式摩擦焊安全操作及保养规程1. 引言龙门式搅拌式摩擦焊是一种常见的金属焊接技术，通过摩擦热和机械搅拌的方式将金属材料连接起来。

为了确保操作人员和设备的安全，以及保证焊接质量，有必要制定相关的安全操作及保养规程。

本文档旨在提供龙门式搅拌式摩擦焊的安全操作指南，以及设备的保养规程。

2. 安全操作规程2.1 人员要求与培训1.所有进行龙门式搅拌式摩擦焊操作的人员必须经过相关培训并具备相应的技能。

2.操作人员必须穿戴适当的防护装备，包括防火衣、防护手套、护目镜和安全鞋等。

2.2 设备安全1.在操作前，必须对设备进行检查，确保各部件正常工作。

2.在操作过程中，不得随意调整设备的参数。

3.禁止在设备运行时进行保养、清洁或维修操作。

2.3 操作流程1.确保焊接区域周围没有易燃物品，并保持通风良好。

2.操作前，应检查工件是否固定牢固，避免焊接过程中出现移位。

3.根据工作要求，设定合适的焊接参数，包括焊接速度、搅拌力和搅拌深度等。

4.在操作过程中，保持专注并及时观察焊接情况，一旦出现异常情况，应立即停机检查。

5.操作完毕后，关闭设备，清理焊接区域并彻底清理设备表面的金属屑。

2.4 火灾与安全事故应急处理1.在操作过程中，如发现火灾迹象或其他安全事故，应立即停止操作，并向上级报告。

2.灭火器材必须放置在易燃区域附近，并确保操作人员熟悉使用方法。

3.在设备损坏或故障时，应及时向维修人员报告，并等待专业人员进行修理。

3. 设备保养规程3.1 日常保养1.每天操作前，必须对设备进行外观检查，确保设备表面干净，并清理设备周围的异物和金属屑。

2.定期检查搅拌头的磨损情况，并根据需要更换磨损严重的搅拌头。

3.检查设备各部件的紧固情况，如发现松动应及时拧紧螺栓。

3.2 定期保养与检修1.每隔一定时间，对设备进行彻底的保养与检修，包括清洗设备内部、润滑机械部件和更换易损件等。

2.根据设备制造商的建议，制定设备的定期保养计划，并严格执行。

一文读懂搅拌摩擦焊

1搅拌摩擦焊概览搅拌摩擦焊（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。

搅拌摩擦焊的原理如图1所示。

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。

图1 搅拌摩擦焊接原理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。

其焊接原理如图2所示。

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。

图2 双轴肩搅拌摩擦焊接原理1.上轴肩2.前进侧3.熔合线4.后退侧5.工件6.搅拌针7.下轴肩静轴肩搅拌摩擦焊（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。

(完整版)摩擦搅拌压力焊安全技术交底

(完整版)摩擦搅拌压力焊安全技术交底（完整版）摩擦搅拌压力焊安全技术交底一、概述摩擦搅拌压力焊是一种先进的焊接技术，可以实现金属材料的高效连接。

为了确保操作人员的安全，以下是摩擦搅拌压力焊的安全技术交底。

二、操作安全要求1. 操作人员必须接受相关的培训，并熟悉摩擦搅拌压力焊设备的操作要点和安全注意事项。

2. 在操作摩擦搅拌压力焊设备之前，必须穿戴符合要求的个人防护装备，包括防护眼镜、耳塞、防护手套、防护服等。

3. 确保工作区域的整洁和干燥，避免滑倒和触电的危险。

4. 对设备进行定期的检查和维护，确保设备的正常工作状态，严禁擅自对设备进行改装或维修。

三、操作步骤1. 开启设备电源，并调节设备参数，确保其适合所要连接的金属材料。

2. 将待连接的金属材料固定在工作台上，确保其稳固。

3. 操作人员应从设备后方靠近工作台，保持安全距离，并确保无人站在设备的运行范围内。

4. 操作人员应按下启动按钮，开始摩擦搅拌压力焊的过程。

5. 在焊接过程中，操作人员应随时观察设备运行状态，确保其正常运转，如有异常应立即停机检修。

6. 焊接完成后，操作人员应等待冷却后，小心取下焊接件，以免烫伤或损坏。

四、操作注意事项1. 在操作中严禁戴手套和皮带，以免被卷入设备的活动部件中，造成伤害。

2. 要注意设备周围的环境温度，避免过高或过低的温度对设备和操作人员的影响。

3. 操作人员在操作过程中应保持专注，不得受到其他人的干扰或分散注意力。

4. 焊接过程中产生的废气和废料应及时清理，防止对环境造成污染。

五、紧急情况处理1. 出现设备故障、漏电等紧急情况时，操作人员应立即切断电源，并报告维修人员进行维修。

2. 如发生人身伤害事故，应及时进行救治，并报告相关负责人和医务人员。

六、文档管理本文档应妥善保存，定期进行修订，并确保操作人员能够方便地查询和使用。

以上是摩擦搅拌压力焊的安全技术交底，请操作人员严格按照操作要求进行操作，确保安全生产。

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。
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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。

谈搅拌摩擦焊技术研究与应用

CATALOGUE 目录•搅拌摩擦焊技术简介•搅拌摩擦焊技术研究现状•搅拌摩擦焊技术在不同领域的应用•搅拌摩擦焊技术的前景展望与发展趋势•结论搅拌摩擦焊是一种新型的焊接方法，其核心是利用搅拌头与工件之间的摩擦热和塑性变形热，使工件局部加热至塑性状态，并在搅拌头的强烈搅拌作用下实现材料的连接。

与传统的熔焊方法不同，搅拌摩擦焊过程中不涉及熔化，因此可以避免熔焊过程中出现的元素烧损、接头组织性能恶化等问题。

高效节能接头质量高适用范围广操作简单ABCD航空航天领域汽车制造领域其他领域轨道交通领域搅拌摩擦焊技术的应用范围搅拌摩擦焊技术的研究进展搅拌摩擦焊技术自发明以来，经过多年的研究和发展，已经在多个领域得到广泛应用。

在科研方面，研究者们不断探索新的搅拌摩擦焊技术，提高其焊接质量和效率。

在应用方面，搅拌摩擦焊技术已经应用于航空、航天、汽车、船舶等领域，取得了良好的效果。

010203搅拌摩擦焊技术的优势与局限搅拌摩擦焊技术的研究热点与挑战总结词搅拌摩擦焊技术在航空航天领域的应用具有广泛性和重要性。

要点一要点二详细描述搅拌摩擦焊技术在该领域主要用于制造飞机和火箭等关键部件，如铝合金和钛合金的焊接。

相比传统焊接方法，搅拌摩擦焊技术具有更高的焊接质量和更快的焊接速度，提高了生产效率，降低了制造成本。

此外，搅拌摩擦焊技术还具有较好的接头强度和耐腐蚀性，使得飞机和火箭等关键部件的寿命更长、安全性更高。

航空航天领域总结词搅拌摩擦焊技术在汽车制造领域的应用日益增多，成为汽车制造的重要焊接方法之一。

详细描述搅拌摩擦焊技术在该领域主要用于制造汽车车身、底盘和发动机等关键部件，如低碳钢、铝合金和不锈钢的焊接。

相比传统焊接方法，搅拌摩擦焊技术具有更高的焊接质量和更快的焊接速度，提高了生产效率，降低了制造成本。

此外，搅拌摩擦焊技术还具有较好的接头强度和耐腐蚀性，使得汽车的关键部件更加可靠、耐用。

总结词搅拌摩擦焊技术在船舶制造领域的应用具有广泛性和重要性。

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）。

湖南工业高级技工学校

根据被焊材料种类、厚度，搅拌头的形状，电动机的输出功率，机械刚度，转速一般为几百到几千 r/min 。
被焊材料的类型
不同被焊材料，其物理、力学性能有差异决定焊接速度、搅拌头的转速，从而影响焊接过程的稳定性和质量。
焊接速度：
根据确定的搅拌头的转速选择焊接速度，一般由几 cm/min 到 2m/min ，约与电弧焊相等。材料拘束：为了保证接头精度，设计专用的夹具是非常重要的。
➢热强性在焊接温度下，(铝合金500℃，铜合金900℃，钢1000℃)
搅拌头具有的力学性能。 ➢耐磨性
能在一定焊接时间和焊接长度内，保持搅拌头的初始形状，能承受焊接初始阶段的焊接过程中的材料磨损。 ➢抗蠕变性
在高温、高载荷作用下，防止蠕变破坏的能力。
➢耐冲击性
在室温或工作温度下，搅拌头具有抵抗初始焊件插入和冲击的能力。
d母材。
在铝合金搅拌摩擦焊接头截面金相图中，可以看出微观结构是明显的洋葱环结构，分以下三个区域：
➢焊核区；
搅拌摩擦焊接头的中心重结晶区。
➢热—机影响区搅拌摩擦焊接头中受到焊接热和机械变形的联合作用的
区域。还经历了回复和再结晶过程，金属颗粒得到了精细化。
➢热影响区
搅拌摩擦焊接头中只受到焊接热循环的作用区域。该区是接头的薄弱区，金属颗粒明显长大。
➢易加工性材料根据设计要求具有被加工的能力。
➢材料惰性搅拌头通常与被焊材料，或被焊材料中的大部分元素不
易发生化学反应。
➢热稳定性
搅拌头在焊接温度下，不会发生回火和过时效反应。 ➢优良的摩擦效果
在焊接初始阶段，搅拌头与工件之间能够通过摩擦产生足够的热使材料塑化。
理想的搅拌头还应具有合适的热传导性、环境稳定性、长寿命、合理的价格、充足的材料来源、标准材料、不存在危害性等特性，才能适合搅拌摩擦焊工艺技术。

摩擦焊和搅拌摩擦焊

摩擦焊和搅拌摩擦焊
摩擦焊（FSW）和搅拌摩擦焊（FSB）是一种不需要熔焊的焊接方法，最终产生的焊缝经过变形和加压，使金属板材组织得到均匀的强化和相变。

这种焊接方法具有高效、可靠、环保等优点，越来越受到人们的青睐和关注。

以下是摩擦焊和搅拌摩擦焊的具体步骤：
步骤一：准备工作
在进行摩擦焊和搅拌摩擦焊之前，需要对金属板材进行预处理。

首先需要将金属板材表面清洗干净，然后去除表面的氧化物和污垢。

接着需要将两块准备好的金属板材放在夹具上，紧固好，以保证其在焊接过程中没有晃动。

步骤二：摩擦接合
在进行摩擦焊和搅拌摩擦焊时，需要将高速旋转的工具头按照一定角度和力度压在金属板材的接触面上，同时将工具头沿着接触面缓慢移动，以产生摩擦热。

通过摩擦热，金属板材表面达到塑性变形温度，产生压力，使得接触面的毛细结构得到破坏，二者发生相互扭转变形，最终形成焊缝。

步骤三：搅拌摩擦焊
与摩擦焊不同，搅拌摩擦焊是在摩擦接合的基础上，通过加强工具的振荡来实现更好的组织效果。

这种方法的主要特点是，利用工具头的振荡作用，使得金属板材在摩擦接合的同时，通过搅拌实现更好的形变和加工硬化。

这样，形成的焊缝相较于摩擦焊来说更加坚固和耐用。

步骤四：后续处理
完成摩擦焊和搅拌摩擦焊后，需要对焊缝进行一定的后续处理，包括去除多余的焊接剂和金属残渣，平整焊接表面，并进行必要的工艺控制，以避免焊缝拉伸、脆性破裂等不良现象的发生。

总之，摩擦焊和搅拌摩擦焊是一种无污染、高效、低成本的焊接
方法，对于某些特殊金属的焊接，效果尤其显著。

随着技术的不断升级，这种方法的应用范围也将不断扩大，成为未来工业领域的一种趋势和发展方向。

搅拌摩擦焊实训报告

一、实训背景搅拌摩擦焊（Friction Stir Welding，FSW）是一种新型的固态焊接技术，自1991年由英国焊接研究所发明以来，因其高效、节能、环保等优势，在航空、汽车、造船、铁道等领域得到了广泛应用。

本次实训旨在通过实际操作，了解搅拌摩擦焊的原理、设备、工艺以及注意事项，提高对搅拌摩擦焊技术的掌握程度。

二、实训目的1. 了解搅拌摩擦焊的基本原理和工艺流程；2. 熟悉搅拌摩擦焊设备的操作方法；3. 掌握搅拌摩擦焊工艺参数的设置和调整；4. 培养实际操作能力，提高焊接质量。

三、实训内容1. 搅拌摩擦焊原理及设备介绍搅拌摩擦焊是一种利用摩擦热和塑性变形热进行焊接的技术。

在焊接过程中，搅拌头高速旋转并与工件表面摩擦产生热量，使连接部位的材料达到塑性状态，随后通过搅拌头的旋转和移动，使塑性材料逐渐沉积在搅拌头后方，形成焊缝。

搅拌摩擦焊设备主要由搅拌头、主轴、驱动系统、冷却系统等组成。

搅拌头是搅拌摩擦焊的核心部件，其形状、尺寸和转速等参数对焊接质量有重要影响。

2. 搅拌摩擦焊工艺参数设置搅拌摩擦焊工艺参数主要包括搅拌头转速、焊接速度、压力等。

在实际操作中，需要根据工件材料、厚度、形状等因素，合理设置这些参数。

3. 搅拌摩擦焊实训操作（1）设备调试：首先对搅拌摩擦焊设备进行调试，确保搅拌头、主轴、驱动系统等部件运行正常。

（2）工件准备：将工件放置在焊接平台上，调整工件位置和角度，确保焊接部位对齐。

（3）参数设置：根据工件材料和厚度，设置搅拌头转速、焊接速度、压力等参数。

（4）焊接操作：启动搅拌摩擦焊设备，进行焊接操作。

在焊接过程中，密切观察搅拌头、工件和焊缝情况，确保焊接质量。

（5）焊接完成：焊接完成后，关闭设备，检查焊缝质量。

如发现缺陷，及时进行调整和修复。

4. 搅拌摩擦焊质量检测焊接完成后，对焊缝进行质量检测，包括外观检查、力学性能测试、无损检测等。

通过检测，评估焊接质量，为后续生产提供依据。

搅拌摩擦焊

200
190
180
170
160
150
140
130
120
110
100
-15
-10
1mm from the top 4mm from the top 2.5mm from the top
-5
0
5
10
15
20
与焊缝中心距离/mm
摩擦搅拌焊缝的硬度分布曲线
➢接头硬度曲线呈搅拌摩擦焊典型的W型。 ➢大致可区分焊缝横截面的各个典型区域。从基材到热影响区，显微硬度下降，达到一个极小值后，随着靠近热机影响区至焊核区，显微硬度又上升至某一极大值。
4. 搅拌摩擦焊焊缝组织：
➢ （1）基材区（BM）：组织既无机械变形也未经受热作用； ➢ （2）热影响区（heat affected zone，HAZ）：受热循环的影响，微观
组织和力学性能发生了变化，但没有发生塑性变形；
➢ （3）热机影响区(thermo-mechanically affected zone，简称TMAZ)：经受了机械变形和热循环的双重作用，微观结构发生了较大的变化；
➢ 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。
接头形式：多层对接、多层搭接、T形接头、v形接头和角接等
2. 优点：
127 90-150
— 102, 152 800-2450 400-500
60 — — 60 75 75 80 15 102 —
Grain size (μm)
2-4 10 9 3.8, 7.5 5.9-17.8 10-15 4 6 4 9-10 1.6 5 2-3 1-4 1.5 2.2