云浮附近船舶搅拌摩擦焊定制

船舶搅拌摩擦焊摩擦焊接的起源可追溯到公元1891年，当时美国批准了这种焊接方法的一个zhuanli。该zhuanli是利用摩擦热来连接钢缆。随后德国、英国、苏联、日本等国家先后开展了摩擦焊接的生产与应用。我国是世界上研究摩擦焊接最早的国家之一，早在1957年就实验成功了铝—铜摩擦焊。多年来，摩擦焊接以其优质、高效、节能、无污染的技术特色，深受制造业的重视，船舶搅拌摩擦焊特别是不断开发出摩擦焊接的新技术，如超塑性摩擦焊接、线性摩擦焊接、搅拌摩擦焊接等，使其在航空、航天、核能、海洋开发等高技术领域及电力、机械制造、石油钻探、汽车制造等产业部门得到了愈来愈广泛的应用。

基于焊缝组织晶粒和析出强化相的微观结构特点，可以把搅拌摩擦焊焊缝分为4个明显的区域：焊核区(Stirred或Nugget Zone)、热力影响区(Thermo-Mechanically Affected Zone，TMAZ)、热影响区(Heat-Affected Zone，HAZ)以及母材(Base或Parent material)。不同区域组织的变化，对焊缝性能有显著的影响。云浮船舶搅拌摩擦焊焊核区材料经受的严重变形和摩擦热，由晶粒尺寸为1-15μm不等的细小等轴再结晶组织组成。再结晶组织的内部为低密度的位错，但也有发现再结晶组织的内部却有高密度的亚晶界、亚晶和位错。在铝合金和其他有些的合金中焊核区可以观察到类似逗洋葱环地结构。云浮船舶搅拌摩擦焊在母材和焊核区之间是搅拌摩擦焊特有的热力影响区。热力影响区的特征是存在高度变形的结构。焊核区周围母材晶粒被拉长变形，尽管热力影响区也经历了塑性变形，却由于没有足够大的应力，不发生再结晶。在热力影响区也有强化相的溶解、粗化，这取决与热力影响区经历的热循环强度。热力影响区晶粒通常由高密度的亚晶界组成。热影响区只受热的影响，保持与母材相同晶粒结构，但是受温度的影响，晶粒的尺寸有明显的长大和强化相的粗化，热影响区所经历的温度对其所包含的亚晶影响较小。

搅拌针的尺寸（包括轴肩长度，针的长度和半径与板材的匹配性），焊速，转速倾角;船舶搅拌摩擦焊摩擦焊通常由如下四个步骤构成：1、机械能转化为热能；2、材料塑性变形；3、热塑性下的锻压力；4、分子间扩散再结晶。船舶搅拌摩擦焊摩擦焊相较传统熔焊大的不同点在于整个焊接过程中，待焊金属获得能量升高达到的温度并没有达到其熔点，即金属是在热塑性状态下实现的类锻态固相连接。船舶搅拌摩擦焊相对传统熔焊，摩擦焊具有焊接接头质量高——能达到焊缝强度与基体材料等强度，焊接效率高、质量稳定、一致性好，可实现异种材料焊接等。

搅拌摩擦焊的定义船舶搅拌摩擦焊搅拌摩擦焊是搅拌头高速旋转并与被焊工件摩擦,产生热量形成热塑性层,搅拌头与工件相对运动,在搅拌头前面不断形成的热塑性金属转移到搅拌头后面,填满后面的空腔,从而形成连接的方法.云浮船舶搅拌摩擦焊搅拌头由特型指棒、夹持器和圆柱体组成.焊接开始时,搅拌头高速旋转,特型指棒迅速钻入被焊板材的焊缝,与特型指棒接触处的金属摩擦生热,形成了很薄的热塑性层.当特型指棒钻入工件表面以下时,部分金属被挤出表面,轴肩与被焊工件表面摩擦产生热量.又由于背面垫板的密封作用,不断地产生热塑性金属形成焊缝.在整个过程中空腔的产生于填满连续进行,焊缝区金属经历这被挤压、摩擦生热、塑性变形、转移、扩散、再结晶等过程.

船舶搅拌摩擦焊自1991年英国焊接研究所发明搅拌摩擦焊开始，美国和欧洲率先使此技术用于航天运载工具的焊接，从一定程度上解决了轻质合金焊接性差的一系列问题。迄今为止，航空航天技术已是衡量一个国家国防实力乃至综合国力的重要指标。越来越多的国家投入大量的资金来发展太空运输工具，箭体材料呈轻质、高强的发展方向，国外箭体材料已经发展到第三代铝锂合金，其关键的连接技术已由最初的钨极氩弧焊发展到搅拌摩擦焊，且已成功用于美国Delta系列，Atlas系列火箭筒体、航天飞机的高质量焊接。日本三菱重工已经开发出双轴肩搅拌摩擦焊技术， 并将其应用于新型运载火箭 H-2B 贮箱的筒段的焊接。船舶搅拌摩擦焊在航空领域，美国波音公司、英国空中客车公司等航空巨头公司已在飞机结构件上成功运用搅拌摩擦焊技术。美国大型军用运输机 C-17 的舱内地板和载货斜坡地板采用了搅拌摩擦焊技术；F-15战斗机尾翼整流罩也采用了搅拌摩擦焊技术；空客公司采用搅拌摩擦焊对A430大型客机翼肋进行焊接；美国月蚀公司在 Eclipse-500 型商务飞机上采用搅拌摩擦焊技术全面替代了铆钉连接结构搅拌摩擦焊技术已成为飞机制造的关键技术之一。

船舶搅拌摩擦焊摩擦焊可以方便地连接同种或异种材料，包括金属、部分金属基复合材料、陶瓷及塑料。由于其生产率高、质量好获得了广泛的工程应用，但焊接的对象主要是回转形零件，虽然也有其它形式的摩擦焊技术出现，以克服被焊工件几何形状的限制或提高生产率，如相位摩擦焊、径向摩擦焊、线性摩擦焊等，但实际应用很少。船舶搅拌摩擦焊搅拌摩擦焊主要优点如下：(1)焊接接头热影响区显微组织变化小．残余应力比较低，焊接工件不易形；(2)能一次宪成较长焊缝、大截面、不同位置的焊接．接头高：(3)操作过程方便实现机械化、自动化，设备简单，能耗低，功效高：(4)无需添加焊丝，焊铝合金时不需焊前除氧化膜，不需要保护气体，成本低；(5)可焊热裂纹敏感的材料，适合异种材料焊接：(6)焊接过程安全、无污染、无烟尘、无辐射等。搅拌摩擦焊缺点：焊接工件必须刚性固定，反面应有底板；焊接结束搅拌探头提出工件时，焊缝端头形成一个键孔，并且难以对焊缝进行修补：工具设计、过程参数和机械性能数据只在有限的合金范围内可得：在某种情况下，如特殊领域中要考虑腐蚀性能、残余应力和变形时，性能需进一步提高才可实际应用；对板材进行单道连接时，目前焊速不是很高：搅拌头的磨损消耗太快等．