攪拌摩擦焊常用術(shù)語

1、攪拌摩擦焊常用術(shù)語第1頁(yè)，共25頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)23分，星期三第2頁(yè)，共25頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)23分，星期三一、攪拌摩擦焊 Friction Stir Welding 由英國(guó)焊接研究所（TWI）與1991年開發(fā)的一種專利技術(shù)，是一種新型的固相連接工藝。焊接時(shí)，將兩被焊母材固定在剛性襯墊上，高速旋轉(zhuǎn)的攪拌頭插入接縫沿接縫移動(dòng)，接縫被摩擦加熱至塑性狀態(tài)后形成焊縫。第3頁(yè)，共25頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)23分，星期三 攪拌摩擦焊的相關(guān)視頻1：設(shè)備展示 攪拌摩擦焊的相關(guān)視頻2：設(shè)備展示 攪拌摩擦焊的相關(guān)視頻3：過程展示第4頁(yè)，共25頁(yè)，2022年，5月20日

2、，15點(diǎn)23分，星期三二、攪拌頭Pin tool 包括軸肩和攪拌針的旋轉(zhuǎn)組件。攪拌頭是攪拌摩擦焊接設(shè)備最重要的組成部分之一，是攪拌摩擦焊接技術(shù)的核心。它與被焊工件之間相互作用，實(shí)現(xiàn)焊接材料的連接。 注：通常包括軸肩和攪拌針，但是可能是多個(gè)軸肩或攪拌針，或者沒有軸肩和攪拌針。 在攪拌摩擦焊過程中，攪拌頭高速旋轉(zhuǎn)插入到待焊材料的焊縫中產(chǎn)生摩擦熱，是被焊材料熱塑化，同時(shí)粉碎和彌散接頭表面的氧化層，使塑化材料產(chǎn)生良好的塑性流動(dòng)和轉(zhuǎn)移，對(duì)焊縫金屬材料施加焊接頂鍛壓力，使材料在壓力作用下擴(kuò)散連接形成固相接頭。第5頁(yè)，共25頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)23分，星期三攪拌針攪拌頭夾持區(qū)域軸肩區(qū)域典型的攪

3、拌頭構(gòu)成1、攪拌頭2、軸肩3、攪拌針第6頁(yè)，共25頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)23分，星期三 攪拌針有如下兩個(gè)作用： 通過旋轉(zhuǎn)摩擦產(chǎn)生焊接所需熱量，并帶動(dòng)周圍材料的流動(dòng)以形成接頭。特別針對(duì)厚板。 為焊接區(qū)域塑性材料提供機(jī)械攪拌力，使材料流動(dòng)更合理，以形成致密的焊縫組織。三、攪拌針 Tool Pin 在攪拌摩擦焊過程中插入待焊區(qū)域的攪拌頭突出部分。 注：攪拌針可以是固定的，也可能是可調(diào)節(jié)的。 鋁合金用攪拌針的制造材料可以采用工具鋼、高溫合金等材料。第7頁(yè)，共25頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)23分，星期三四、軸肩 Tool Shoulder 在攪拌摩擦焊過程中，攪拌頭接觸母材表面的部分

4、。 軸肩的作用： 在焊接過程中一方面對(duì)塑性區(qū)金屬起著包攏作用，與工件表面摩擦產(chǎn)生的熱量，尤其在焊接薄板時(shí)是最主要的焊接熱量來源。 對(duì)于鋁合金攪拌摩擦焊接，軸肩的制造材料可以采用中碳鋼、工具鋼或高溫合金等金屬材料。第8頁(yè)，共25頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)23分，星期三 A B C D A：高熔點(diǎn)材料用攪拌頭 B：高熔點(diǎn)材料用攪拌頭（國(guó)外） C：無匙孔系統(tǒng)用攪拌頭 D：薄板焊接用攪拌頭第9頁(yè)，共25頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)23分，星期三五、前進(jìn)側(cè)advancing side 攪拌頭旋轉(zhuǎn)方向與焊接方向相同的焊縫側(cè)。六、回轉(zhuǎn)側(cè)retreating side 攪拌頭旋轉(zhuǎn)方向與焊接方向相

5、反的焊縫側(cè)。第10頁(yè)，共25頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)23分，星期三七、軸向壓力axial force 沿旋轉(zhuǎn)軸向攪拌頭施加的使攪拌針插入工件和保持?jǐn)嚢桀^軸肩與工件表面接觸的壓力。八、匙孔 攪拌摩擦焊過程完成后，攪拌頭離開工件時(shí)，在焊縫中留下的孔。匙孔第11頁(yè)，共25頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)23分，星期三攪拌摩擦焊過程示意圖1、母材2、攪拌頭3、軸肩4、攪拌針5、焊縫表面6、回轉(zhuǎn)側(cè)7、前進(jìn)側(cè)8、匙孔a、攪拌頭旋轉(zhuǎn)方向b、攪拌頭向下移動(dòng)c、軸向壓力d、焊接方向e、攪拌頭向上移動(dòng)第12頁(yè)，共25頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)23分，星期三九、焊接開始時(shí)的停留時(shí)間dwell t

6、ime at start of weld從攪拌頭接觸工件表面開始，至攪拌頭開始沿焊縫移動(dòng)為止的時(shí)間段。十、焊接結(jié)束時(shí)的停留時(shí)間dwell time at end of weld從攪拌頭停止沿焊縫移動(dòng)開始，至攪拌頭離開工件之前的時(shí)間段。第13頁(yè)，共25頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)23分，星期三攪拌摩擦焊過程時(shí)間點(diǎn)示意圖Fa ：軸向力10：軸向壓力提升過程1 ：開始旋轉(zhuǎn)n ：旋轉(zhuǎn)速度t ：時(shí)間2 ：攪拌頭移至工件上部3 ：攪拌針接觸工件4 ：焊接開始時(shí)的停留時(shí)間5 ：攪拌頭開始沿焊縫移動(dòng)6 ：攪拌頭停止沿移動(dòng)7 ：焊接結(jié)束時(shí)的停留時(shí)間8 ：攪拌頭從工件內(nèi)移走9 ：停止旋轉(zhuǎn)11：攪拌摩擦焊過程

7、12：攪拌頭行程12：穩(wěn)定的軸向力第14頁(yè)，共25頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)23分，星期三十一、傾角tilt angle攪拌頭中心線與垂直于工件表面的線形成的夾角，該角度與焊接方向在同一面上，且相反。只針對(duì)于對(duì)接焊縫。十二、側(cè)傾角side tilt angle攪拌頭中心線和垂直于工件表面的線形成的角。只針對(duì)于搭接焊縫。第15頁(yè)，共25頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)23分，星期三十三、根部heel在攪拌摩擦焊焊接過程中，存在傾角的情況下，攪拌頭軸肩沿焊接方向的末端部分。十四、根部插入深度heel plunge depth根部插入母材的深度。十五、攪拌頭插入深度 pin tool pl

8、unge depth攪拌頭插入母材的深度。與攪拌針長(zhǎng)度和根部插入深度有關(guān)。第16頁(yè)，共25頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)23分，星期三根部、根部插入深度、傾角等1 ：母材a ：根部插入深度2 ：攪拌針3 ：攪拌頭4 ：軸肩（前緣）5 ：根部（軸肩前緣）b ：攪拌頭旋轉(zhuǎn)方向c ：軸向壓力d ：傾角e ：焊接方向f ：側(cè)傾角第17頁(yè)，共25頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)23分，星期三十六、未焊透incomplete penetration達(dá)不到要求或規(guī)定的焊透。十七、吊鉤hook在搭接焊縫的前進(jìn)側(cè)或回轉(zhuǎn)側(cè)附近形成的彎曲搭接界面。 注：即使是未融合，也通常會(huì)有部分未焊透發(fā)生一定的塑性變形。十

9、八、橫向偏離lateral offset焊接時(shí)，攪拌頭偏離對(duì)接接頭對(duì)接面。第18頁(yè)，共25頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)23分，星期三未焊透、未焊透的塑性變形1 ：母材a ：焊前對(duì)接面2 ：焊縫b ：未焊透 無塑性變形c ：未焊透 嚴(yán)重塑性變形焊接前焊接后第19頁(yè)，共25頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)23分，星期三1 ：上部母材吊鉤的圖解b ：焊縫寬度t1：上部工件的原始厚度t2：回轉(zhuǎn)側(cè)上部工件的焊后厚度t3：前進(jìn)側(cè)上部工件的焊后厚度2 ：下部母材3 ：回轉(zhuǎn)側(cè)的吊鉤4 ：前進(jìn)側(cè)的吊鉤5 ：攪拌頭a：攪拌頭旋轉(zhuǎn)方向b：焊接方向c：攪拌頭旋轉(zhuǎn)方向第20頁(yè)，共25頁(yè)，2022年，5月20日，

10、15點(diǎn)23分，星期三橫向偏離1 ：母材a ：攪拌頭旋轉(zhuǎn)方向2 ：焊縫b ：焊接方向c ：焊前對(duì)接面3 ：攪拌針4 ：焊縫面d ：橫向偏離e ：焊前對(duì)接面位置第21頁(yè)，共25頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)23分，星期三十九、飛邊toe flash在攪拌摩擦焊過程中形成的，從焊縫中溢出并殘留在焊縫正面沿焊縫一側(cè)或兩側(cè)翻卷的金屬。二十、未填滿underfill攪拌摩擦焊后，焊縫正面低于原始母材表面的現(xiàn)象。第22頁(yè)，共25頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)23分，星期三飛邊1 ：母材h ：下凹量2 ：飛邊t ：母材厚度3 ：焊縫飛邊第23頁(yè)，共25頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)23分，星期三二十