搅拌摩擦焊工艺在轨道车辆上的应用

搅拌摩擦焊接(FSW)技术从发明至今得到了迅速发展,株机公司率先将这项技术引入国内交通车辆铝合金轨道车辆制造领域。本文分析了搅拌摩擦焊在轨道车辆上应用的可行性和基本工艺方法,重点介绍了6XXX系列中空挤压型材FSW接头与MIG焊接头的金相结构和力学性能对比分析。     

搅拌摩擦焊工艺与机理的研究

搅拌摩擦焊（Friction Stir Welding，简称FSW）是一种利用高速旋转的搅拌头与工件磨擦产生的热量使被焊材料局部塑化的新型固相连接工艺。它可以对多种熔化焊接性差的有色金属等材料进行可靠的连接，而且连接工艺简单，有较好的工艺适应性。本文在总结搅拌摩擦焊研究成果的基础上，论述了搅拌摩擦焊的基本原理和特点，阐述了近年来国内外搅拌摩擦焊工艺参数、接头微观组织、焊接成形机理等方面的研究现状，并展望FSW的应用前景。     

铝合金搅拌摩擦焊的应用现状与发展趋势

一、概述 1991年英国焊接研究所(TWI)发明了搅拌摩擦焊(FSW),从此以后,基于这种固相连接技术的明显优越性,例如:优良的接头力学性能,不需要填充焊接材料,没有焊接烟尘和飞溅,很少的焊前准备和焊接变形等,在世界范围内的国际合作中开展了大量的研究和开发工作。另外,搅拌摩擦焊可以焊接各种铝合金材料,甚至以前所谓的不可     

MIG焊和FSW焊对铝合金焊接接头力学性能的影响

本实验对异种铝合金进行搅拌摩擦焊和熔化极气体保护焊焊接对比试验,试样进行显微硬度和拉伸性能进行研究。分析MIG焊与FSW焊对异种铝合金焊接接头性能的影响。     

钢搅拌摩擦焊接及加工研究进展

自搅拌摩擦焊发明至今,国内外开展了大量的有关搅拌摩擦焊(Friction stir welding, FSW)技术的研究与开发工作,并且已在轻合金结构制造领域得到大量实际应用。此外,基于搅拌摩擦焊原理发展而来的另一项技术--搅拌摩擦加工也得到广泛关注,并且在金属材料组织改性及复合材料制备方面显示了独特的优势。然而,由于受到高温搅拌头材料的限制,对钢铁材料搅拌摩擦焊接及加工的研究相比铝合金要少了很多。本研究对钢铁材料搅拌摩擦焊接及加工的研究进展进行简要概述,总结同质钢铁材料搅拌摩擦焊接、异质钢铁材料搅拌摩擦焊接、钢铁材料搅拌摩擦加工以及高温焊接工具材料等几方面的研究成果,指出其中存在的重要科学及技术问题,并对钢铁材料搅拌摩擦焊接以及搅拌摩擦加工的发展趋势及值得关注的问题进行展望。     

2524-T3铆接接头与搅拌摩擦焊接接头疲劳性能对比研究

通过2524-T3铝合金的搅拌摩擦焊接头疲劳性能对比试验,得到了母材、FSW对接接头、铆钉连接接头的疲劳S-N曲线。试验表明,搅拌摩擦焊的疲劳裂纹大多数起源于焊缝底部;2524-T3材料薄板的疲劳性能略好于厚板的疲劳性能;搅拌摩擦焊接头疲劳性能要明显好于铆接接头疲劳性能。拟合得到了各种不同厚度,不同应力比下的S-N曲线公式,为搅拌摩擦焊技术应用于飞机结构积累了相关数据。     

2524-T3铝合金搅拌摩擦焊对接接头的疲劳性能

对2524-T3铝合金母材及三种尺寸搅拌摩擦焊(FSW)对接接头的疲劳性能进行了研究,获得了各试样的S-N曲线并进行了分析。结果表明:在疲劳寿命为1×105周时,小厚度、短焊缝FSW对接接头的疲劳强度约为母材的80.8%,大厚度FSW对接接头的疲劳强度约为小厚度、短焊缝FSW对接接头的80.3%,大焊缝FSW对接接头的疲劳强度约为小厚度、短焊缝FSW对接接头的79.9%。     

6061-T6铝合金超声辅助搅拌摩擦焊接头的组织与力学性能

对3mm厚6061-T6铝合金板进行超声辅助搅拌摩擦焊(UA-FSW),研究了UA-FSW接头的焊接质量、力学性能、拉伸断口形貌以及焊核区的组织,并与FSW接头的进行了对比。结果表明:UA-FSW能有效减少焊接缺陷,拓宽焊接工艺窗口;两种接头的显微硬度曲线均呈"W"形,焊核区均呈"洋葱环"特征,但UA-FSW接头焊核区的"洋葱环"更为流畅;与FSW接头相比,UA-FSW接头的硬度和拉伸性能更高,断口上的韧窝更多、更深,焊核区的晶粒更小、更均匀。     

5754铝合金钨极氩弧焊和搅拌摩擦焊接头的疲劳性能及断裂机理

分别采用钨极氩弧焊(GTAW)和搅拌摩擦焊(FSW)对10mm厚5754铝合金进行双面同步焊接,对比研究了应力幅为162,135,117,108,99MPa时焊接接头的疲劳性能,并对其疲劳断裂机理进行了分析。结果表明:在指定应力幅下,5754铝合金GTAW接头的疲劳强度明显高于FSW接头的,在50%和95%存活率下,GTAW接头的疲劳强度特征值比FSW接头的分别提高了27%和30%,GTAW接头的疲劳性能优于FSW接头的;GTAW接头与FSW接头的疲劳断裂机理基本相同,疲劳裂纹均起源于接头熔合区的外表面,随着应力幅的降低,疲劳裂纹扩展区在断口中的占比增加,且同等应力幅下GTAW接头疲劳裂纹扩展区的占比高于FSW接头的;同等应力幅下GTAW接头的疲劳辉纹间距比FSW接头的小,GTAW接头的疲劳寿命长于FSW接头的。     

5083铝合金带吻接FSW接头疲劳强度分析

针对具有吻接缺陷的5083铝合金板搅拌摩擦焊(FSW)对接接头试件,探索了吻接缺陷对搅拌摩擦焊对接接头疲劳强度的影响.使用维氏显微硬度仪测量了试件接头焊缝横截面硬度分布,测试结果显示,硬度值分布大致呈W趋势.采用MTS809疲劳测试机对试件进行疲劳测试,得到了不同吻接深度拉伸式样的名义应力-寿命关系.对疲劳断口进行SE...     

探究焊条电弧焊单面焊双面成型焊接技术

焊条电弧焊单面焊双面成型技术是焊工施工中的一项重要技术,应用广泛,操作难度较大,对于焊工的要求较高,这就需要相关从业者对这一技术进行详细地了解,不断提高自身的操作水平。     

双弧焊机器人协调焊接

介绍了双弧焊机器人在摩托车车架附件组焊中的应用情况,采用主从协调控制完成焊接作业,大大提高了焊接质量和焊接生产率。     

自动焊接设备在全位置焊中的应用

首先分析了全位置自动焊接设备的结构和应用特点。其次,分析了全位置自动焊接设备的技术性能,同时,就全位置自动焊接设备常见焊接缺陷和防止措施进行了深入地探讨。     

机械振动焊接对焊接质量的影响

采用机械振动焊接与埋弧自动焊接钢板对比实验方法，通过冲击试验分析研究了机械振动焊接对冲击功Ax值的影响。结果表明，机械振动焊接可提高焊缝及热影响区试样的冲击功；试样冲击功Ax值提高百分率与频率、振幅(激振力)有显著关系。     

弧焊机器人熔化及气体保护焊熔池视觉自适应检测

采用新型互补金属氧化物半导体(Complementary metal oxide semiconductor, CMOS)视觉传感器对弧焊机器人熔化及气体保护焊(Gas metal arc welding, GMAW)熔池图像的提取技术进行研究,通过对CMOS视觉传感器的硬件电路改造,实现GMAW熔池图像的自适应采集.首先对触发电路进行改造,实现熔池图像高速采集的可控化.对GMAW脉冲焊不同时刻采集的熔池图像进行比较,定性得到最佳的采集时刻.对硬件控制电路进行改进,实现熔池图像曝光量的可控化.研究GMAW在送丝速度协同控制模式下,不同送丝速度与曝光量的定量关系.通过对硬件控制电路进行改进,实现熔池图像灰度压缩的可控化.比较CMOS视觉传感器工作在不同模式下对GMAW脉冲和短路焊时采集的熔池图像,得出CMOS视觉传感器工作在线性-对数模式下能更好地适应GMAW熔池图像采集.最后综合运用以上3种技术对GMAW脉冲焊和短路焊的熔池图像进行试验,均获得了清晰的熔池图像,为下一步熔池图像处理和焊接质量控制打下了基础.     

单面焊双面成型转专用焊机设计

工厂中生产的零件铲斗板质量较重、面积大,横跨的空间大,焊接变形量大焊接品质难以保证,生产效率低。通过斗壁板焊接试验,设定相应的参数,单面焊双面成型焊机,焊缝表面成形较好,断面与母材熔合良好,无裂纹、夹渣、气孔缺陷,满足焊接工艺,并进行相应方案设计。     

焊接结构件焊接变形的控制

在机械制造过程中,焊接是极为重要的加工工艺之一。每年由于焊接应力导致的焊接变形造成的损失都高达近千万元的损失,甚至还会造成严重的人员伤亡,这是我们不得不面对的问题。文内首先阐述了焊接结构件产生焊接变形的种类,其次,分析了控制焊接结构件焊接变形的技术要求,同时,就如何有效控制焊接结构件焊接变形进行了深入的探讨,具有一定的参考价值。     

焊接机器人在汽车焊装领域中的应用

主要分析德国KUKA(库卡)机器人的结构特点和在车身焊装生产线中的应用。通过介绍机器人在GA轿车焊装线上的应用,展示机器人在焊装线应用的优势。     

大型三幅板焊接齿轮的组装与焊接

本钢1700轧机改造项目中的F1、F2大齿轮是迄今为止我厂生产的最大的焊接齿轮.其外形尺寸为1340mm×3740mm.制造执行的是德国西马克SN200技术标准,并首次采用了埋弧自动焊技术,焊后探伤一次通过.     

直缝焊管多丝埋弧焊焊接工艺

针对多丝埋弧焊焊接工艺进行了分析和探讨,同时分析了焊丝、焊剂以及电源等对直缝焊管焊接质量具有直接影响的因素。通过上述的研究,希望能够有效的促进多丝埋弧焊焊接工艺在各种不同材质以及不同口径等方面的进一步发展。