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大学计算机spoc论文学院（系）：材料科学与工程专业：焊接技术与工程学生姓名：学号：完成日期：2015.11.06哈尔滨工业大学大学计算机spoc论文-1-关键字：搅拌摩擦焊，焊接技术一、搅拌摩擦焊技术概述搅拌摩擦焊方法与常规摩擦焊一样．搅拌摩擦焊也是利用摩擦热作为焊接热源。不同之处在于搅拌摩擦焊焊接过程是由一个圆柱体形状的焊头(weldingpin)伸入工件的接缝处，通过焊头的高速旋转，使其与焊接工件材料摩擦，从而使连接部位的材料温度升高软化．同时对材料进行搅拌摩擦来完成焊接的。二、搅拌摩擦焊技术来龙去脉2.1国外研究状况搅拌摩擦焊(FrictionStirWelding简称FSW)是英国焊接研究所(TWI)于1991年10月提出的发明专利。搅拌摩擦焊工艺最初主要用于解决铝合金等低熔点材料的焊接，关于搅拌摩擦焊工艺的特点和应用等，TWI进行了较多的研究，并于1993年、1995年分别申请了专利。TWI主要是与航空航天、海洋、道路交通、铝材厂、焊接设备制造厂等大公司联合，以团体赞助或合作的形式开发这种技术，扩大其应用范围；紧接着挪威建立了世界上第一个搅拌摩擦焊商业设备，可焊接厚3—15mm、尺寸6×16的Al船板；1998年美国波音公司的空间和防御实验室引进了搅拌摩擦焊技术，用于焊接某些火箭部件；麦道公司也把这种技术用于制造Delta运载火箭的推进剂贮箱。然后美国的爱迪生焊接研究所(EdisonweldingInstitute，简称EWI)与TWI密切协作，也在进行FSW工艺的研究；美田的美国洛克希德·马丁航空航天公司、马歇尔航天飞行中心、美国海军研究所、Dartmouth大学、德克萨斯大学、阿肯色斯大学、南卡罗利纳大学、德国的Stuttgart大学、澳大利亚的Adelaide大学、澳大利亚焊接研究所等都从不同角度对搅拌摩擦焊进行了专门研究。2.2国内研究状况1995年英国焊接研究所（TWI）在中国申请了有关搅拌摩擦焊和搅拌头专利保护(专利号:ZL95192193.2)，并且在1999年得到了中国知识产权局的批准(批准号:51451)；在2002年4月18日，北京航空制造工程研究所和英国焊接研究所在北京正式签署搅拌摩擦焊专利许可和技术合作协议，并且在双方合作成立了中国搅拌摩擦焊中心的基础上，注册成立了中国首家专业化的搅拌摩擦焊技术公司——北京赛福斯特技术有限公司。北京赛福斯特技术有限公司负责中国搅拌摩擦焊中心在中国地区（包括：香港、澳门和台湾）的所有搅拌摩擦焊业务：主要从事搅拌摩擦焊技术的研究、FSW工程应用开发、FSW设备的制造和销售以及全权负责中国搅拌摩擦焊中心的FSW二级许可权的大学计算机spoc论文-2-发放和管理。中国搅拌摩擦焊中心和专业化北京赛福斯特技术有限公司的成立，标志着搅拌摩擦焊技术的开发和工程应用研究工作在中国市场的正式开始，是新世纪中国焊接技术发展史上一块瞩目的里程碑。国内某些院校和研究所也开始了这方面的研究工作。三、搅拌摩擦焊技术的相关技术双轴肩自适应搅拌摩擦焊技术、复合热源搅拌摩擦焊接技术、双头搅拌摩擦焊技术和复合搅拌摩擦焊技术。双轴肩自适应搅拌摩擦焊：通过上下轴肩夹持作用加紧工件，下轴肩代替了常规搅拌摩擦焊的垫板装置。搅拌针与驱动装置及下轴肩相连，这样既可调节加载载荷又可调整下轴肩的位置，且上轴肩与单独的驱动轴相连，这种上下轴肩单独控制的方式使得自适应系统得以实现，并且使上下轴肩的顶锻力反向相等，整个工件在垂直板件方向所受合力为零。复合热源搅拌摩擦焊接技术：为了满足材料加工的要求，将2种或2种以上单一焊接方法集于一体，取长补短，从而形成新的、更为先进的焊接方法。双头搅拌摩擦焊：采用两个转动相反的搅拌头同时进行焊接，由于两个搅拌头转动方向相反，产生的工作扭矩因相互抵消而减弱，焊接过程中采用较小的侧向装夹力就能实现可靠的连接。复合搅拌摩擦焊技术：以等离子弧为辅助热源的复合搅拌摩擦焊原理与LAFSW原理类似，只是预热能量的来源不同。焊接时，搅拌头在电机驱动下高速旋转并沿待焊工件的对接面压入待焊工件，当搅拌头的轴肩与待焊工件接触后，搅拌头沿对接面向前移动实现焊接，焊接区域在搅拌头产生的摩擦热与等离子弧产生的辅助热量共同作用下发生塑化，最终在搅拌头后部形成焊缝。四、搅拌摩擦焊技术的深层影响4.1搅拌摩擦焊技术的优点与传统焊接方法相比，搅拌摩擦焊具有四个优势：一是焊前不需进行复杂的准备，被焊材料不熔化，焊接接头性能优良；二是焊接过程可靠性高，尺寸精度高，生产率高，成本底且节能；三是具有广泛的工艺适应性，能有效减小或消除冶金化学反应问题，可焊接许多材料；四是安全环保，焊接过程整洁，不会产生有害物质。4.2搅拌摩擦焊技术的应用现状搅拌摩擦焊在世界工业领域的应用主要包括以下方面：大学计算机spoc论文-3-●船舶和海洋工业：快艇、游船等的甲板、侧板、防水隔板、船体外壳、主体结构件、直升机平台、离岸水上观测站、船用冷冻器、帆船桅杆和结构件；●航天：运载火箭燃料贮箱、发动机承力框架、铝合金容器、航天飞机外贮箱、载人返回仓等；●航空：飞机蒙皮、衍条、加强件之间连接、框架连接、飞机壁板和地板连接、飞机门预成形结构件、起落架仓盖、外挂燃料箱；●车辆工业：高速列车、轨道货车、地铁车厢、轻轨电车；●汽车工业：汽车发动机引擎、汽车底盘支架、汽车轮鼓、车门预成形件、车体框架、升降平台、燃料箱、逃生工具等；●在建筑行业：铝、铜、钛等制作的面板、门窗框架、发电厂和化工厂的反应器、铝管道、热交换器和空调器等；●其他工业：发动机壳体、冰箱冷却板、电器分封装、天然气、液化气贮箱、轻合金容器、家庭装饰、镁合金制品等。4.3搅拌摩擦焊技术的前景由于搅拌摩擦焊焊缝组织好、接头力学性能优异，因而在许多工业领域获得了广泛应用。在航天工业中，搅拌摩擦焊工艺在飞行器铝合金结构制造中的推广应用，在国外已显示出强劲的技术创新活力，给传统制造工艺带来了革命性的改造。从上述工业应用和设备开发实例可以看出，搅拌摩擦焊已经在航宇、船舶、高速列车、汽车等制造领域的轻结构制造中显示出强劲的创新活力和广阔的应用前景，并得到了广泛应用。参考文献【1】栾国红关桥搅拌摩擦焊——革命性的宇航制造新技术航天制造技术2013年8月第4期;【2】栾国红郭德伦张田仓李辉革命性的宇航结构件焊接新技术——搅拌摩擦焊航空制造技术2012年第12期;【3】郝长岭亢世江陈学广不断发展的固态焊接技术焊接技术工艺与新技术2012年10月第31卷第5期;【4】擦焊的心脏电焊机第34卷第1期2014年1月;【5】赵家瑞一种焊接新工艺在迅速发展——搅拌摩擦焊焊接技术2010年12月第29卷增刊;【6】夏德顺王国庆搅拌摩擦焊接在运载火箭上的应用导弹与航天运载技术2012年第4期总第258期;【7】栾国红搅拌摩擦焊的应用现状与发展趋势机械工人（热加工）第17届中国焊接博览会专辑2013年第5期;【8】刘萝威轻合金焊接工艺在航空航天上的应用航天制造技术2012年4月第2期