金华铝合金焊接制作

铝合金的搅拌摩擦焊接

搅拌摩擦焊fsw是由英国焊接研究所twi  1991 年提出的新的固态塑性连接工艺。图1为搅拌摩擦焊接示意图[3 ] 。其工作原理是用一种特殊形式的搅拌头插入工件待焊部位，通过搅拌头高速旋转与工件间的搅拌摩擦，摩擦产生热使该部位金属处于热塑性状态，并在搅拌头的压力作用下从其前端向后部塑性流动，从而使焊件压焊在一起。图2 为搅拌摩擦焊接过程[4 ] 。由于搅拌摩擦焊过程中不存在金属的熔化，是一种固态连接过程，故焊接时不存在熔焊的各种缺陷，可以焊接用熔焊方法难以焊接的有色金属材料，如铝及高强铝合金、铜合金、钛合金以及异种材料、复合材料焊接等。目前搅拌摩擦焊在铝合金的焊接方面研究应用较多。已经成功地进行了搅拌摩擦焊接的铝合金包括2000 系列(al- cu) 、5000 系列(al - mg) 、6000 系列(al - mg - si) 、7000 系列(al - zn) 、8000 系列(al - li) 等。国外已经.进入工业化生产阶段，在挪威已经应用此技术焊接快艇上长为20 m 的结构件，美国洛克希德·马丁航空航天公司用该项技术焊接了铝合金储存液氧的低温容器火箭结构件。

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由于铝材表面覆盖有一层氧化铝，导致铝焊应用---困难。表面氧化层的熔点接近2015，然而纯铝的熔点却仅有650。这也就意味着，当覆盖在表面的氧化层被焊穿时，底下的纯铝也会被熔化，无法进行后续焊接。只有当表面氧化层被破坏或是暴露出来，焊接才有效。

在使用交流电进行焊接时，钨极持续的在正负极之间进行切换。当钨---正时，负极电子从工件移动到钨极，氧化层在此过程中。之后，钨---负时，电子会从钨极移动到工件表面从而产生热量——这就是焊缝产生熔深所必需的。

未合金化的纯铝是一种软而有韧性的金属，铝合金焊接制作，因此在大多数结构应用中强度不足。铜(cu)、锰(mn)、硅(si)、镁(mg)和锌(zn)等元素是添加到纯铝中的主要合金元素，这些合金的加入能够---地提高铝合金的综合力学性能铝合金与钢合金之间存在着---的差异，需要在设计过程中加以识别和考虑。其中包括：有些铝合金是可热处理强化，有些则不是，而对于钢来说，几乎所有的钢都是可热处理的。一部分铝合金不能使用典型的焊接方法进行焊接，如熔化极气保护焊和钨极弧焊，但是对于钢来说，只要焊接时采取---的预防措施，几乎所有的钢都可以使用熔化焊进行焊接。铝合金的焊接接头，包括焊缝和热影响区，其强度通常软于母材，而在钢的焊接接头中，焊缝强度通常与母材相当。铝合金的强度和延性在低温下不会受到影响，因为随着温度下降到极低水平，铝合金的延性也会增加，但是钢的脆性则会随着温度的降低而---增加。



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