搅拌摩擦焊网

  本研究对14 mm厚的7N01s-T5铝合金搅拌摩擦焊 (FSW) 试样沿板厚方向进行分层切片, 采用OM和TEM等微观组织表征方法及晶间腐蚀性能测试手段, 研究了接头各区的晶间腐蚀行为.实验发现, 焊接接头各区域的腐蚀形貌存在明显的不同.接头的热影响区腐蚀程度最严重, 其中热影响区上、下表层较中心层的腐蚀更严重, 这主要归因于晶界处连续分布的析出相粒子和晶粒尺寸存在差异.热机影响区位于热影响区和搅拌区的过渡位置, 晶粒扭曲变形, 由于受到焊接的热循环作用, 晶界析出相发生了部分溶解, 腐蚀倾向性相对较低.搅拌区在FSW过程中经历了剧烈的塑性变形和温升, 形成细小的等轴晶, 析出强化相粒子发生了完全溶解, 其晶间腐蚀倾向性最低.

我公司接到一批长春轨道客车股份有限公司新一代高速动车组CRH380CL车型的底架边梁和车顶边梁铝合金长大型材的加工订单，型材长度规格从16m至24m，最长的工件长度达到24.2m，是目前轨道车辆铝合金车体中最长的部件之一。

我们知道，铝合金车体部件中，底架边梁长度方向的加工特征尺寸直接影响与其装配的地板和侧墙的组对精度，底架边梁由于其两端有门口加工特征，侧墙组对时其门口要与边梁门口处吻合。同样，车顶边梁与侧墙上部加工特征和平顶、圆顶相关联的部位在组对过程中也要对应吻合。所以，底架边梁和车顶边梁在车体结构部件中的尺寸精度起到主导地位，要求是在工程上常温20℃条件下的尺寸。
铝合金材料的线性膨胀系数(1/k)为24.10-6，是铁的2倍，对环境温度的变化比较敏感。受温度变化的影响，在加工过程中不仅要考虑设备与刀具对工件精度的影响，还要根据环境对工件温度的影响变化来微调加工数据，温度的变化引起工件长度方向加工尺寸的变化是必须要考虑的因素。在环境温度小于10℃或大于30℃时，工件长度随温度变化量不稳定，无法保证加工尺寸。
那么，如何解决这一问题，我们从加工和测量两个方面进行分析。
1、加工尺寸计算
我们可以计算铝合金型材在正常使用温度范围内的尺寸变化，即线性膨胀/收缩率公式如下：
L=L0(1+αΔT)
其中：L为当前环境温度下的实际测量值，L0为20℃时理论值
ΔT=T1-T2，T1为当前环境下的实际温度，T2=20℃
铝热膨胀系数α=0.0000241(铝合金各种牌号稍有差别，但在这个温度范围内都是24左右)
测量：用卷尺/精确度+/-1mm
例如：24.2m的铝合金型材，在温度升高1℃后的长度为：L=24.2（1+0.0000241×1）=24.20058m。24.2m的铝合金型材，温度变化1℃长度变化0.58mm。

工信部6日正式发放5G商用牌照，5G时代已经到来。远程医疗、自动驾驶、智慧港口、智能制造……一个个创新应用，有望迎来更迅猛的爆发，构建起万物互联的智能世界，让我们的生活更加便利而美好。

据预测，至2025年我国5G商用直接带动的经济总产出达10.6万亿元，将直接创造超过300万个就业岗位。5G产业成长如此蓬勃，再次彰显了创新的力量。从1G到5G，信息技术的每一次飞跃，都给世界带来了新机遇，给生活带来了新精彩。创新永无止境，5G时代的新传奇，还刚刚开始……

随着汽车工业的快速发展，铝材在汽车工业领域的开发和应用越来越广泛。世界各国汽车工业用铝合金材料的品种结构基本上属两大类，即铸造铝合金和变形铝合金。为满足汽车工业生产使用量的需求，提高生产效率，降低制造成本，目前，汽车工业选用铸造工艺生产铝合金零件较多，汽车用铝约四分之三为铸造铝合金。汽车用铸造铝合金以Al-Si系合金为主，所用铝铸件多采用压力铸造、低压铸造和金属型重力铸造工艺，其中压铸件占70%以上。

汽车悬架零部件所使用的合金以6061-T6为主。这是因为2×××系合金、7×××系的合金的强度虽然很高，但在盐碱地区发生点腐蚀的情况很多，在耐腐蚀性试验后确认2×××系合金、7×××系合金的疲劳强度都比6061合金低。因此，以6061合金为基础，在其中添加微量的Cu和适量的Mg、Si开发具有优良的耐蚀性，而且有较高的疲劳强度，同时成本较低的新型铝合金挤压型材压铸材料也是今后的发展方向。转向机构及制动器零部件由于形状的原因大多使用铝铸造产品。多数零部件必须能承受超过10MPa（100大气压）的压力，并有良好的耐腐蚀性和强度，需要开发具有这种特性及铸造性的优秀合金。

国内研究人员开创性地采用数字模拟软件，成功模拟出搅拌摩擦焊接过程中应力应变场、温度场、材料流动场等物理现象，成功揭示了搅拌摩擦焊接原理。 搅拌摩擦焊接过程塑性金属流动一直是困扰科研人员的基础理论，因其焊接过程的不可视性增加了对金属流动理解的层次。研究人员通过“叠层示踪法”成功地揭示了焊接过程塑性金属的流动现象，以此为研究基础发表论文多篇。其中“异种铝合金搅拌摩擦焊材料流动行为研究”发表于2014年，该论被评为2016年度核心高被引论文。

董春林：工学博士、研究员，广东省焊接技术研究所（广东省中乌研究院）副所长（副院长），中国－乌克兰巴顿焊接研究院中方院长。主持制定行业标准一项，获国防科技进步二等奖两项、航空科技进步一等奖两项、航空科技进步二等奖三项、中国机械工业科技进步二等奖一项，获国家发明专利多项，在核心刊物上发表50余篇学术论文。

感言

在焊接领域很少有新技术诞生于中国，因为大家往往重视成果转化、关心如何将成果用于工业领域。但正是这种‘拿来主义’，使我们‘只知其然不知其所以然’，在实际应用过程中遇到问题常常束手无措。所以，我们现在需要的是基础科研人才，在材料连接机理、焊接电弧物理及熔池行为、焊接结构力学等专业方向，需要开展扎实系统的基础理论研究。只有对这些基础的焊接物理冶金过程有了更深入的认识和解析，才能更好地解决实际工程技术问题。我想，在我国大部分的工程技术领域都是如此，这也是国家提出开展‘强基工程’的原因。

机器人搅拌摩擦焊发展现状与趋势:摘要 机器人搅拌摩擦焊是当前搅拌摩擦焊技术与装备发展的重要方向。随着重载工业机器人载荷能力的不断提高，重载机器人搅拌摩擦焊技术和装备已经走出实验室，正逐步进入到工业化应用阶段。工业机器人与先进搅拌摩擦焊装备的结合，将提高焊接装备自动化程度和焊接生产效率，并进一步提升搅拌摩擦焊作业柔性，尤其适用于空间复杂结构产品的批量化焊接制造。关键词 ： 机器人搅拌摩擦焊

    机器人搅拌摩擦焊发展现状与趋势-董春林-航空制造技2014年第17期.pdf

摘要 双轴肩搅拌摩擦作为搅拌摩擦焊的一个重要变体，通过增加下轴肩实现自支撑，使搅拌摩擦焊技术应用于封闭结构（管或中空型材）的焊接。目前，双轴肩搅拌摩擦焊技术的研究与应用仍处于初始阶段，其相关理论研究尚不成熟。针对双轴肩搅拌摩擦焊的研究现状，从双轴肩搅拌摩擦焊方法分类综述了其发展概况，为双轴肩搅拌摩擦焊技术的发展和实际工程应用提供参考。
关键词 ： 双轴肩搅拌摩擦焊,  搅拌头,  温度场,  显微组织,  力学性能    
Abstract：Bobbin tool friction stir welding (BT-FSW) is a significant variant of friction stir welding (FSW). The self-support function is achieved by the lower shoulder of bobbin tool, making FSW easier to join closed structures such as pipes or hollow extrusions. At present, the research and application of BT-FSW are still in the initial stage, and studies
on it are limited. The state-of-the-art of BT-FSW is reviewed based on the realized welding methods. This review provides reference for the further development and engineering applications of BT-FSW.
Key words： Bobbin tool friction stir welding    Stir tool    Temperature field    Microstructure    Mechanical property
    
作者简介: 温泉 西北工业大学材料学院博士研究生，主要从事搅拌摩擦焊接过程中的冶 金行为与结合质量控制、温度场与应力场数值模拟等研究。