攪拌摩擦焊常用術(shù)語.ppt

攪拌摩擦焊常用術(shù)語 Terminology for Friction Stir Welding,一、 攪拌摩擦焊 Friction Stir Welding,由英國焊接研究所（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，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，接縫被摩擦加熱至塑性狀態(tài)后形成焊縫。,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,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)生良好的塑性流動和轉(zhuǎn)移，對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。,攪拌針,攪拌頭夾持區(qū)域,軸肩區(qū)域,典型的攪拌頭構(gòu)成,1、攪拌頭,2、軸肩,3、攪拌針,攪拌針有如下兩個作用： 通過旋轉(zhuǎn)摩擦產(chǎn)生焊接所需熱量，并帶動周圍材料的流動以形成接頭。特別針對厚板。 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。,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。,軸肩的作用： 在焊接過程中一方面對塑性區(qū)金屬起著包攏作用， 與工件表面摩擦產(chǎn)生的熱量，尤其在焊接薄板時是最主要的焊接熱量來源。 對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。,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（國外）,C：無匙孔系統(tǒng)用攪拌頭,D：薄板焊接用攪拌頭,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)方向與焊接方向相反的焊縫側(cè)。,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。,攪拌摩擦焊過程完成后，攪拌頭離開工件時，在焊縫中留下的孔。,匙孔,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,c、軸向壓力,d、焊接方向,e、攪拌頭向上移動,九、 焊接開始時的停留時間 dwell time 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為止的時間段。,十、 焊接結(jié)束時的停留時間 dwell time at end of weld,從攪拌頭停止沿焊縫移動開始，至攪拌頭離開工件之前的時間段。,攪拌摩擦焊過程時間點(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 ：焊接開始時的停留時間,5 ：攪拌頭開始沿焊縫移動,6 ：攪拌頭停止沿移動,7 ：焊接結(jié)束時的停留時間,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,12：攪拌頭行程,12：穩(wěn)定的軸向力,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。只針對于對接焊縫。,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。只針對于搭接焊縫。,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 plunge depth,攪拌頭插入母材的深度。與攪拌針長度和根部插入深度有關(guān)。,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,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，也通常會有部分未焊透發(fā)生一定的塑性變形。,十八、 橫向偏離 lateral offset,焊接時，攪拌頭偏離對接接頭對接面。,未焊透、未焊透的塑性變形,1 ：母材,a ：焊前對接面,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,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,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 ：焊前對接面,3 ：攪拌針,4 ：焊縫面,d ：橫向偏離,e ：焊前對接面位置,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。,飛邊,1 ：母材,h ：下凹量,