搅拌摩擦焊焊接工装设计

摘要

搅拌摩擦焊技术是90年代发展起来的、自发明到工业应用时间跨度最短和发展最快的一项新型固相连接新技术，公认为是最有前途和最适合航空材料以及结构件制造的工艺方法之一。由于搅拌摩擦焊焊缝组织均匀、接头力学性能优异，生产过程中安全、无飞溅、无烟尘烟气、无辐射，污染小、成本低等技术优势，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。

随着人们对搅拌摩擦焊技术认识的提高，预计在不远的将来，铝合金、镁合金、锌合金、钛合金等轻金属材料的连接将主要由搅拌摩擦焊来完成，尤其在运载火箭、高速铝合金列车、铝合金高速快艇、全铝合金汽车等项目中搅拌摩擦焊技术将会占主导地位。

本文设计出的搅拌摩擦焊焊机，总功率约3千瓦，适合于普通厚度的铝及其合金的工艺试验试件的焊接，搅拌摩擦头转速约6000r/min，焊接速度100—600mm/min，最大加工焊缝厚度20mm，焊缝长度600mm。文中介绍了搅拌摩擦焊焊接技术的基本原理和特点，概要地介绍了搅拌摩擦焊的技术优势、研究现状、工业应用和发展前景。针对工艺试验试件搅拌摩擦焊机，主要设计、计算和校核了设备各主要部分，均能够满足试验用焊机的要求。

该设备结构紧凑，简单，操作方便，与市场价格相比，成本很低。

关键词：搅拌摩擦焊；固相焊接；铝合金焊接；应用前景；焊机设计

Abstract

Friction stir welding (FSW) was firstly used in the 1990s, which is

swiftest in development and is shortest in time from inventment to applyment, it is also treated as one of the technology of the most pertencial and the most suitable for aviation and struction manufaction. The joints welded by friction stir welding are homogeneous in microstructure and predominant in mechanical capacity. Because of the virtue, such as the security, no splash, no radiation and no pollution during friction stir welding, and so on, so this technique is widely utilized in industry. In aviation industry, aircrafts made by aluminium alloy are usually welded by friction stir welding. Abroad market is explored of FSW in other countries, and also making a reformation in the manufacture of watercraft.

With the further acknowledgement to FSW, the joint of aluminium alloy, magnesium alloy, zinc alloy and titanium alloy will be welded by FSW. Especially, the carrier rocket, high velocity aluminium alloy train, high velocity alminium alloy speed boat and aluminium alloy vehicle will be possibly welded by the FSW.

This task is to sign a machine used in laboratory. Its power is about three kilowatt, rotation rate approximately is 6000r/min, and welding speed is from 100 to 600mm/min. It can be apply to welding the aluminium and aluminium alloy. In addition, the welding thickness can’t exceed 20mm and length 600mm. In this paper, the basal principle and features of FSW is introduced, and the priority, prospect and application are also expounded. Importantly, main parts of the FSW machine was designed and calculated, the calculation results shows that the FSW machine designed in the paper can accord with the demand of the testing in laboratory.

The device is simple and compact in structure. Comparing with the marketable price, its cost is very lower.

Key words：Friction stir welding，Solid phase welding，Aluminium alloy welding，

Application prospect，Welding machine design

第一章绪论 (1)

1．1 搅拌摩擦焊简介 (1)

1．2 搅拌摩擦焊的技术优势 (4)

1．3 搅拌摩擦焊的研究现状 (5)

1．4 搅拌摩擦焊的工业应用 (9)

1．5 搅拌摩擦焊的发展前景 (11)

1．6 本论文的目的和意义 (12)

第二章搅拌摩擦焊焊机设计 (13)

2．1 总体设计规划 (13)

2．2 搅拌摩擦系统设计 (13)

2．2．1 搅拌头及夹具设计 (13)

2．2．2 搅拌系统功率计算 (15)

2．2．3 搅拌系统V带设计 (16)

2．2．4 搅拌轴的设计 (25)

2．3 伺服系统设计 (31)

2．3．1 伺服系统功率计算 (31)

2．3．2 伺服系统V带设计 (32)

2．3．3 伺服系统齿轮传动设计 (35)

2．3．4 伺服系统传动丝杠设计 (44)

2．3．5 伺服系统液压传动器件选择 (46)

2．4 电气控制设计 (46)

2．4．1 电气控制设计原则 (46)

2．4．2 电气控制系统原理图 (47)

结论 (50)

致谢 (51)

参考文献 (52)

年月日

摘要

该设备结构紧凑，简单，操作方便，与市场价格相比，成本很低。

关键词：搅拌摩擦焊；固相焊接；铝合金焊接；应用前景；焊机设计

Abstract

Friction stir welding (FSW) was firstly used in the 1990s, which is swiftest in development and is shortest in time from inventment to applyment, it is also treated as one of the technology of the most pertencial and the most suitable for aviation and struction manufaction. The joints welded by friction stir welding are homogeneous in microstructure and predominant in mechanical capacity. Because of the virtue, such as the security, no splash, no radiation and no pollution during friction stir welding, and so on, so this technique is widely utilized in industry. In aviation industry, aircrafts made by aluminium alloy are usually welded by friction stir welding. Abroad market is explored of FSW in other countries, and also making a reformation in the manufacture of watercraft.

of the testing in laboratory.

The device is simple and compact in structure. Comparing with the marketable price, its cost is very lower.

Key words：Friction stir welding，Solid phase welding，Aluminium alloy welding，Application prospect，Welding machine design

西南交通大学本科毕业设计(论文)

第一章绪论 (1)

1．1 搅拌摩擦焊简介 (1)

1．2 搅拌摩擦焊的技术优势 (4)

1．3 搅拌摩擦焊的研究现状 (5)

1．4 搅拌摩擦焊的工业应用 (9)

1．5 搅拌摩擦焊的发展前景 (11)

1．6 本论文的目的和意义 (12)

第二章搅拌摩擦焊焊机设计 (13)

2．1 总体设计规划 (13)

2．2 搅拌摩擦系统设计 (13)

2．2．1 搅拌头及夹具设计 (13)

2．2．2 搅拌系统功率计算 (15)

2．2．3 搅拌系统V带设计 (16)

2．2．4 搅拌轴的设计 (25)

2．3 伺服系统设计 (31)

2．3．1 伺服系统功率计算 (31)

2．3．2 伺服系统V带设计 (32)

2．3．3 伺服系统齿轮传动设计 (35)

2．3．4 伺服系统传动丝杠设计 (44)

2．3．5 伺服系统液压传动器件选择 (46)

2．4 电气控制设计 (46)

2．4．1 电气控制设计原则 (46)

2．4．2 电气控制系统原理图 (47)

结论 (50)

致谢 (51)

参考文献 (52)

第一章绪论

搅拌摩擦焊是由英国焊接研究所(The Welding Institute，简称TWI)于1991年提出的一种固态连接方法[1-5],并于1993年和1995年在世界范围内的发达和发展中国家申请了知识产权保护。此技术原理简单，且控制参数少、易于实现自动化，可将焊接过程中的人为因素降到最低。搅拌摩擦焊技术与传统的熔焊相比，拥有很多优点，因而使得它具有广泛的工业应用前景和发展潜力。有关搅拌摩擦焊接头的组织、力学性能(包括断裂、疲劳、腐蚀性能)、无损检测以及工艺参数对焊缝质量的影响等的研究是推广应用搅拌摩擦焊的基础，有关这些方面的研究是这个领域的研究热点。

搅拌摩擦焊技术是90年代发展起来的、自发明到工业应用时间跨度最短和发展最快的一项神奇的固相连接新技术。截止2002年9月15日，世界范围内得到英国焊接研究所(TWI)搅拌摩擦焊专利技术许可的用户己经有78家，与搅拌摩擦焊技术相关的专利技术有551项[6-8]。著名的B o e i n g、NASA、 BAE、 HONDA、 GE、HITACHI、MARTIN等公司购买了此项技术，并已大量的在航天、航空、车辆、造船等行业得到成功地应用。

1．1 搅拌摩擦焊简介

1．1．1 搅拌摩擦焊原理及工艺

图1-1 搅拌摩擦焊原理图[9-11]

搅拌摩擦焊的焊接原理如图l-1所示。置于垫板上的对接工件通过夹具夹紧，以防止对接接头在焊接过程中松开。一个带有特型搅拌指头的搅拌头旋转并缓慢的将搅

拌指头插入两块对接板材之间的焊缝处。一般来讲，搅拌指头的长度接近焊缝的深度。当旋转的搅拌指头接触工件表面时，与工件表面的快速摩擦产生的摩擦热使接触点材料的温度升高，强度降低。搅拌指头在外力作用下不断顶锻和挤压接缝两边的材料，直至轴肩紧密接触工件表面为止。这时，由旋转轴肩和搅拌指头产生的摩擦热在轴肩下面和搅拌指头周围形成大量的塑化层。当工件相对搅拌指头移动或搅拌指头相对工件移动时，在搅拌指头侧面和旋转方向上产生的机械搅拌和顶锻作用下，搅拌指头的前表面把塑化的材料移送到搅拌指头后表面。在搅拌指头沿着接缝前进时，搅拌焊头前头的对接接头表面被摩擦加热至超塑性状态。搅拌指头和轴肩摩擦接缝，破碎氧化膜，搅拌和重组搅拌指头后方的摩碎材料。搅拌指头后方的材料冷却后就形成焊缝，可见此焊缝是在热——机联合作用下形成的固态焊缝。这种方法可以看作是一种自锁孔连接技术，在焊接过程中，搅拌指头所在处形成小孔，小孔在随后的焊接过程中又被填满,应该指出，搅拌摩擦焊缝结束时在终端留下个匙孔。通常这个匙孔可以切除掉，也可以用其它焊接方法封焊住[11]。在焊接过程中主要的产热体是搅拌指头和轴肩。在焊接薄板时，轴肩和工件的摩擦是主要的热量来源。

搅拌摩擦焊焊接工艺参数主要有：搅拌指头的焊接速度、搅拌指头的旋转速度以及压紧力。这些参数决定了焊接过程中搅拌指头周围产生的热量，并且直接影响到焊缝的组织和性能。

1．1．2 搅拌头

搅拌头是搅拌摩擦焊机上中最重要的构件之一。它一般由耐高温抗摩损材料制成，主要包括特形指头和轴肩两部分。在焊接过程中轴肩与被焊材料的表面紧密接触，防止塑化金属材料的挤出和氧化，同时搅拌轴肩还可以提供部分焊接所需要的搅拌摩擦热。搅拌指头的形状比较特殊，焊接过程中搅拌指头要旋转着压入被焊材料的结合界面处，并且沿着待焊界面向前移动。

搅拌头的材料一般用合金工具钢，现有科学研究人员对搅拌头进行表面TiAlN处理的实验研究，TiAlN涂层具有优于TiC、TiN、TiCN等涂层的机械物理性能，并可与其它涂层配合组成多元多层复合涂层。在制造业中的切削试验及加工实践表明，采用TiAlN涂层处理的刀具、钻头的表面化学稳定性好，抗氧化磨损能力强，高速焊接铝合金材料时，其工作寿命可比普通合金工具钢搅拌头提高3～4倍，降低搅拌摩擦焊的

加工成本，提高经济效益。

随着搅拌摩擦焊技术的发展，英国焊接研究所研制的“艺术阶段”的WhorlTM和MxT6nute TM系列搅拌头可以在6毫米厚的铝合金挤压型材上连续焊接上千米长的焊缝而不用更换，并且可以得到性能优良的焊缝。利用搅拌摩擦焊技术焊接薄板零件时，搅拌头的肩部与工件表面摩擦产生的热量是金属热塑化所需能量的来源。对于厚板的搅拌摩擦焊来说，要得到优良的焊接接头，随着板厚的增加，搅拌头与工件之间需要提供更多的热来保证搅拌头附近区域金属的热塑化，同时，搅拌头还需要确保焊接区域金属材料的搅拌激活以及控制塑化金属的流变转移来形成合格的固相焊缝。总之，搅拌头是搅拌摩擦焊技术中“心脏”[11-12]。

1．1．3 搅拌摩擦焊材料

搅拌摩擦焊的焊接温度低于材料的熔点，焊接过程中始终没有材料熔化，所以搅拌摩擦焊是一种固态连接方法。

基于搅拌摩擦焊焊接过程中不存在材料熔化的特点，搅拌摩擦焊几乎可以焊接所有系列的铝合金材料及铝基复合材料(MMC)。对于传统焊接方法较难焊接的2xxx和7xxx系列高强度铝合金材料，也可实施可靠连接。另外，对于异种材料的搅拌摩擦焊也具有优越性，如搅拌摩擦焊不仅可以实现2024／6061以及2024／7015等不同牌号铝合金材料的焊接，还可以实现铜合金和铝合金等不同种材料的焊接。

搅拌摩擦焊还可以焊接铜、镁、锌、铅等合金材料，对于钢合金、钦合金和铝基复合材料的搅拌摩擦焊开发研究也很成功。

对于不同状态的合金钢，搅拌摩擦焊也能实现焊接，如锻压板材和挤压形材的焊接，锻压板材和铸铝的焊接等[12]。

1．1．4 接头性能

搅拌摩擦焊接头主要包括四个微结构区域：焊核区、热／机影响区、热影响区和母材。中间区域为晶粒非常细小的焊核区域，其中椭圆形的“洋葱”环状组织结构是焊接接头良好的标志；在焊核区的外围存在一个热／机影响区，此部分晶粒组织发生了明显的塑性变形和部分重结晶。

对于不可热处理强化的铝合金，采用搅拌摩擦焊可以得到没有空洞和裂纹的优良

焊接通用工艺

焊接通用工艺版次Rev.：日期 Date 说明 Description 编制 Prepared by 审查 Checked by 审核 Approved by 、营销部份. Share 工艺部份 . Share 品管部份 QA Dept. Share 制造部份 Maun. Dept. share 加工车间份 MCH. Shop Share 焊接车间份 WLD. Shop Share 编号/No.: JY/TDWS001 版次/Rev.: 0 页数/Page:0

1 总则目的：是给所有的人提供可用来帮助设计和解释图纸的资源，确保焊接产品能最大限度的满足客户需求，并且通过图纸传达有用的信息。范围：若无特殊说明，本工艺适用于公司所有产品的焊接制造工艺。请相关部门严格按照工艺要求进行作业。维护：工艺部将保存原版本文件用以维护。修订：本文件将以年为周期或按设计部、品质管理部和生产车间需要由焊接工程师进行评估及修订。文档控制：本工艺电子文档保存于卓远企业内联网，打印使用不限制。 2焊接生产的要求相关术语与概念：焊接电流强度I：经电极流通的电流强度。电弧电压U:触针或焊条架和工件之间的电压差。预热温度Tp：直接在每一焊接过程之前工件焊接范围中的温度。热效率k：送入焊接中的热能量和电弧所需电能量之间的比。全熔透焊缝：熔化焊对接焊缝的接头。 3焊前准备材料准备焊材准备 1）焊条、焊丝或者焊丝-焊剂组合必须由符合相应标准的质量证明书方可使用。 2）用作保护的气体必须为按相应的国家标准制造且满足纯度要求的气体，气体供应商必须提供合格证，证明该气体或混合气的露点或混合比例满足公司工艺文件的要求。 3）从原包装中取出的焊接材料必须在焊材库按相应的标准予以保护和贮存，以使其焊接性能不受影响。 4）低氢型和不锈钢类焊条使用前必须按产品说明书要求进行烘焙，烘焙后的焊条必须在100~150℃的保温筒中存放，且随用随取。严禁将焊条领出后暴露于潮湿的大气中。使用中的焊条允许重复烘干一次，不得反复重复烘干。任何低氢型焊条在用重量法确定含水量超过%时，将不能再使用，必须报废。酸性焊条按产品说明书要求烘干后可放在80~120℃的保温筒中，随用随取。 5）焊丝应表面保护层完好，无破损，油污和水锈等，焊丝粗细均匀，GMAW和FCAW焊丝盘

焊接工装卡具设计说明书

焊接工装卡具课程设计说明书学校: 洛阳理工学院系别：机电工程系专业：焊接技术及自动化姓名: 陈文杰学号：Z10035419 目录

序言 (3) 一、夹具设计任务 (3) 1、焊接产品（复合件）“撑杆焊接组合”的产品图 (3) 2、焊接产品“撑杆焊接组合”的重点技术要求分析 (3) 二、“撑杆焊接组合”装焊夹具设计方案的确定 (4) 1、基准面的选择（夹具体方式的确定） (4) 2、定位方式及元器件选择 (4) 3、夹紧方式及元器件选择 (5) 4、装焊方案 (5) 5、装焊夹具结构 (5) 三、主要零件设计的说明 (5) 1、夹具体 (5) 2、压板 (6) 3、插销机构主体 (6) 4、快撤式螺旋夹紧器件 (6) 四、夹具的装配要求 (6) 五、装焊夹具使用说明 (6) 1、夹具的操作步骤 (6) 2、夹具使用注意事项、保养及维护 (7) 六、本次课程设计小结、体会及建议 (7) 七、参考资料 (7) 序言

焊接工装夹具及其在生产中的运用焊接工装夹具就是将焊件准确定位和可靠夹紧，便于焊件进行装配和焊接、保证焊件结构精度方面要求的工艺装备。在现代焊接生产中积极推广和使用与产品结构相适应的工装夹具，对提高产品质量，减轻工人的劳动强度，加速焊接生产实现机械化、自动化进程等方面起着非常重要的作用。在焊接生产过程中，焊接所需要的工时较少，而约占全部加工工时的2/3以上的时间是用于备料、装配及其他辅助的工作，极大的影响着焊接的生产速度。为此，必须大力推广使用机械化和自动化程度较高的装配焊接工艺装备。焊接工装夹具的主要作用有以下几个方面：（1）准确、可靠的定位和夹紧，可以减轻甚至取消下料和划线工作。减小制品的尺寸偏差，提高了零件的精度和可换性。（2）有效的防止和减轻了焊接变形。（3）使工件处于最佳的施焊部位，焊缝的成型性良好，工艺缺陷明显降低，焊接速度得以提高。（4）以机械装置代替了手工装配零件部位时的定位、夹紧及工件翻转等繁重的工作，改善了工人的劳动条件。（5）可以扩大先进的工艺方法的使用范围，促进焊接结构的生产机械化和自动化的综合发展。夹具设计的基本要求工装夹具应具备足够的强度和刚度。夹具在生产中投入使用时要承受多种力度的作用，所以工装夹具应具备足够的强度和刚度。夹紧的可靠性。夹紧时不能破坏工件的定位位置和保证产品形状、尺寸符合图样要求。既不能允许工件松动滑移，又不使工件的拘束度过大而产生较大的拘束应力。焊接操作的灵活性。使用夹具生产应保证足够的装焊空间，使操作人员有良好的视野和操作环境，使焊接生产的全过程处于稳定的工作状态。便于焊件的装卸。操作时应考虑制品在装配定位焊或焊接后能顺利的从夹具中取出，还要制品在翻转或吊运使不受损害。良好的工艺性。所设计的夹具应便于制造、安装和操作，便于检验、维修和更换易损零件。设计时还要考虑车间现有的夹紧动力源、吊装能力及安装场地等因素，降低夹具制造成本。一、夹具设计任务 1、焊接产品（复合件）“撑杆焊接组合”的产品图撑杆焊接组合由撑杆、喇叭支座、螺母M6和发动机衬管构成；撑杆的材料是20钢，喇叭支座的材料是10钢，发动机衬管的材料是35钢，螺母M6 GB121－86；撑杆焊接组合的总体尺寸是300×60×45；附“撑杆焊接组合”产品图2、焊接产品“撑杆焊接组合”的重点技术要求分析 1）、公差要求（1）序4发动机衬管两件的中心线之间平行度要求（2）序4发动机衬管两件的中心线距离和右边反动机衬管中心线与序1撑杆右

搅拌摩擦焊

搅拌摩擦焊一、搅拌摩擦焊的定义及原理搅拌摩擦焊（Friction Stir Welding，简称FSW）是基于摩擦焊技术的基本原理，由英国焊接研究所（TWI）于1991年发明的一种新型固相连接技术。与常规摩擦焊相比，其不受轴类零件的限制，可进行板材的对接、搭接、角接及全位置焊接。与传统的熔化焊方法相比，搅拌摩擦焊接头不会产生与熔化有关的如裂纹、气孔及合金元素的烧损等焊接缺陷；焊接过程中不需要填充材料和保护气体，使得以往通过传统熔焊方法无法实现焊接的材料通过搅拌摩擦焊技术得以实现连接；焊接前无须进行复杂的预处理，焊接后残余应力和变形小；焊接时无弧光辐射、烟尘和飞溅，噪音低；因而，搅拌摩擦焊是一种经济、高效、高质量的“绿色”焊接技术，被誉为“继激光焊后又一次革命性的焊接技术”。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(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．搅拌摩擦焊焊接过程搅拌摩擦焊是利用摩擦热作为焊接热源的一种固相连接方法，但与常规摩擦焊有所不同。在进行搅拌摩擦焊接时，首先将焊件牢牢地固定在工作平台上，然后，搅拌焊头高速旋转并将搅拌焊针插入焊件的接缝处，直至搅拌焊头的肩部与焊件表面紧密

接触，搅拌焊针高速旋转与其周围母材摩擦产生的热量和搅拌焊头的肩部与焊件表面摩擦产生的热量共同作用，使接缝处材料温度升高而软化，同时，搅拌焊头边旋转边沿着接缝与焊件作相对运动，搅拌焊头前面的材料发生强烈的塑性变形。随着搅拌焊头向前移动，前沿高度塑性变形的材料被挤压到搅拌焊头的背后。在搅拌头轴肩与焊件表层摩擦产热和锻压共同作用下，形成致密的固相连接接头。搅拌摩擦焊接过程如图所示: 三．搅拌摩擦焊工艺（一）、搅拌摩擦焊接头形式搅拌摩擦焊可以实现棒材一棒材、板材一板材的可靠连接，接头形式可以设计为对接、搭接、角接及T形接头，可进行环形、圆形、非线性和立体焊缝的焊接。由于重力对这种固相焊接方法没有影响，搅拌摩擦焊可以用于全位置焊接，如横焊、立焊、仰焊、环形轨道自动焊等。

焊接夹具课程设计说明书.

重庆理工大学课程设计说明书题目：工字梁组件的焊接夹具设计学院: 材料科学与工程专业: 焊接结构与工程姓名: 学号: 11009030428 指导老师： 2014年1月

序言 (1) 1. 对焊接工装夹具的设计要求 (1) 1.1焊接工装夹具的主要作用 (2) 2. 焊接结构件的分析 (2) 2.1 焊接产品“钢梁组件”的重点技术要求分析： (3) 2.2 采用合理的焊接顺序和方向 (3) 3. 夹具设计方案的确定 (3) 3.1 在设计夹具体时应满足以下基本要求： (3) 3.2 基准面的选择： (4) 3.3 定位方式及元器件选择 (4) 3.4 夹紧方式及元器件选择 (5) 3.5 装焊夹具结构 (6) 3.6 装焊方案 (6) 4. 主要零件设计的说明 (6) 4.1 夹具体 (6) 4.2 手动螺旋夹紧器 (6) 4.3 挡板 (7) 4.4 反变形装置 (7) 4.5 垫板 (8) 4.6 销钉 (8) 4.7 螺栓 (8) 5. 装焊夹具使用说明 (8) 5.1 夹具的操作步骤： (8) 5.2 夹具的结构特点： (8) 5.3 夹具使用注意事项、保养及维护 (8) 6. 本次课程设计总结、体会 (9) 参考资料 (9)

焊接工装夹具是将焊件准确定位并夹紧，用于装配和焊接的工艺装备。在焊接结构生产中，把用来装配进行定位焊的夹具称为装配夹具：而专门用来焊接焊件的夹具称为焊接夹具：把既用于装配又用于焊接的夹具称为装焊夹具。它们统称为焊接工装夹具。 1.对焊接工装夹具的设计要求（1）焊接工装夹具应动作迅速，操作方便，操作位置应处在工人容易接近，最宜操的部位。特别是手动夹具，其操作力不能过大，操作频率不能过高，操作高度应设在工人最容易用力的部位，当夹具处于夹紧装态时，应能自锁。（2）焊接工装夹具应有足够的装配焊接空间，不能影响焊接操作和焊工观察，不妨碍焊件的装卸，所有的定位原件和夹紧装置应与焊道保持适当距离或者布置在焊件的下方和侧面。夹紧机构的执行元件应能够伸缩或转位。（3）夹紧可靠，刚性适当，夹紧时不破坏焊件的定位位置和几何形状，夹紧后不使焊件松动滑移，又不使焊件的拘束度过大，产生较大的应力。（4）为了保证使用安全，应设置必要的安全连锁保护装置。（5）夹紧时不应损坏焊件的表面质量，夹紧薄件和软质材料的焊件时，应限制夹紧力，或者对压头行程限位，加大压头接触面积，添加铝铜衬垫等措施。（6）接近焊接部位的夹具，应考虑操作手把的隔热和防止焊接飞溅对夹紧机构和定位器表面的损伤。（7）夹具的施力点应位于焊件的支撑处或者布置在靠近支撑的地方，要防止支撑反力与夹紧力，支撑反力与重力形成力偶。（8) 注意各种焊接方法在导热导电隔磁绝缘等方面对夹具提出的特殊要求。（9) 用于大型板焊接结构的夹具，要有足够的强度和刚度，特别是夹具体的刚度，对结构的形状精度，尺寸精度影响较大。（10）在一个夹具上，定位器和夹紧机构的结构形式不宜过多，并且尽量选用一种动力源。

ISO 25239-2 2011 搅拌摩擦焊铝焊接接头的设计(中文版)

ISO 25239-2:2011 搅拌摩擦焊—铝第2部分：：焊接接头的设计狮子十之八九译目录前言引言 1 范围 2 引用标准（略） 3 名词和术语 4 设计的要求 4.1 文件 4.2 接头的设计 4.3 附加的信息

ISO（国际标准化组织）是一个世界范围内的国家标准学会（ISO成员组织）的联合体。制定国际标准的工作经由ISO技术委员会归口负责。每个成员组织开发一个项目，由此便形成一个技术委员会，此成员组织有权代表该技术委员会。国际组织、政府与非政府机构协同ISO共同参与工作。ISO针对于电工标准化所有事宜和国际电工委员会（IEC）紧密合作。本文件的起草符合ISO/IEC 指令中第2部分的相关规则。由技术委员会通过国际标准草案提交成员国投票表决，需要得至少75%参加表决的成员国的同意，才能作为国际标准正式发布。 ISO25239-2是由国际焊接学会制订的，国际焊接学会已被ISO理事会批准为焊接领域的国际标准化机构。 ISO25239（总的的题目：搅拌摩擦焊—铝）系列标准有以下部分组成： ——第1部分：术语 ——第2部分：焊接接头的设计 ——第3部分：焊接操作工的资质 ——第4部分：焊接工艺评定 ——第5部分：质量和检验的要求对于ISO25239的本部分的任何官方问题，应通过您所在国家标准委员会递交给ISO秘书处。

焊接广泛应用于工程结构制造。在第二十世纪后半叶以来，熔化焊接工艺（其中熔化指母材和通常是填充金属的熔化），主导了大量结构的焊接。在1991年，韦恩托马斯（Wayne Thomas）在TWI发明的摩擦搅拌焊接（FSW），其原理是固相连接技术（不熔化）。随着FSW应用日益增加，产生了制订国际标准的需求，以确保其能以最有效的方式进行焊接，并在所有的操作方面进行合理的控制。本国际标准着重于铝的搅拌摩擦焊，因为在出版时，搅拌摩擦焊的大多数商业应用与铝有关。例如轨道车辆、消费品、食品加工设备、航空航天结构和船舶。本系列标准包括以下部分：第1部分：规定了FWS的术语第2部分；规定了铝焊接接头的设计要求第3部分：规定了焊接操作工的资质的要求第4部分：规定了铝的焊接工艺评定的要求。焊接工艺规程（WPS）提供相关参数，以满足焊接操作和焊接过程中的质量控制。在质量体系标准中，焊接被认为是一个特殊过程。质量体系标准通常要求此特殊过程按照书面的工艺规程进行。冶金偏差是一个特殊的问题。由于在目前的技术水平下不可能对机械性能进行无损检测，因此在WPS投入实际生产之前，建立了一套焊接工艺评定的规则。ISO25239的这一部分定义了这些规则。第5部分：规定了制造商使用FSW工艺生产特定质量的铝产品的能力的方法。它定义了特定的质量要求，但没有规定特定产品的质量要求。焊接结构在生产和维护过程中应有效的避免严重问题的出现。为了实现这一目标，应从设计阶段开始、从材料的选择、制造和检验各方面进行控制。例如，不合理的设计会造成产品在车间、现场或维护过程中严重的制造困难和昂贵的成本。不正确的材料选择会导致焊接问题，如裂纹。必须编制正确的焊接工艺，以避免缺欠。为了确保制造高质量的产品，管理人员应该了解潜在的问题来源，并建立适当的质量和检验工艺。其过程应进行监督，以确保焊接质量。

搅拌摩擦焊搅拌头研究综述

搅拌摩擦焊搅拌头研究综述搅拌摩擦焊( Friction Stir Welding, 简称FSW) 是由英国焊接研究所( The Welding Institute, 简称TWI) 于1991 年提出的一种固态连接方法。通过搅拌针和轴肩与工件间的摩擦热, 在搅拌针的附近形成塑性软化层, 软化层在搅拌头高速旋转的作用下填充入搅拌针后方所形成的空腔内, 从而实现可靠的连接。与弧焊、激光焊、电子束、钎焊和扩散连接等传统焊接方法相比, 搅拌摩擦焊具有焊接温度低、接头残余应力小、焊接工件变形小，晶粒细小, 疲劳性能、拉伸性能和弯曲性能良好、无尘烟、无气孔、无飞溅、节能、无需焊丝、焊接时不需使用保护气体、焊接后残余应力和变形小等优点。由于搅拌摩擦焊的焊接温度低于合金元素的熔点, 从而避免了合金内易挥发性元素和低熔点元素的损失, 接头内不易形成气孔和热裂纹等焊接缺陷。由于搅拌摩擦焊的这些优点, 搅拌摩擦焊接头的力学性能较高, 并且能一次完成较长、较大截面、多方位的焊接, 操作便于机械化、自动化, 所消耗的成本也较低。搅拌摩擦焊最初用于铝合金, 随着研究的深入, 搅拌摩擦焊不仅可以用于铝合金的焊接, 还可以用于铜、钛等其它金属以及不同金属之间的焊接。搅拌头是搅拌摩擦焊的关键, 最优搅拌头是搅拌摩擦焊获得高质量接头的前提。搅拌头主要由轴肩和搅拌针两部分构成, 其几何形貌和尺寸不仅决定着焊接过程的热输入方式, 还影响焊接过程中搅拌头附近塑性软化材料的流动形式, 对于给定板厚的材料来说,焊接质量和效率主要取决于搅拌头的形貌和几何设计。因而设计合理的搅拌头是提高焊接质量、获得高性能接头的前提和关键。 1 轴肩研究现状轴肩在焊接过程中主要起两种作用: 1通过与工件表面间的摩擦, 提供焊接热源; o提供一个封闭的焊接环境, 以阻止高塑性软化材料从轴肩溢出。常见的几种轴肩形貌如图1 所示, 它们都是在搅拌针和轴肩的交界处中间凹入。在焊接过程中, 这种设计形式可保证轴肩端部下方的软化材料受到向内方向的力的作用,从而有利于将轴肩端部下方形成的软化材料收集到轴肩端面的中心以添充搅拌针后方所形成的空腔, 同时,可减少焊接过程中搅拌头内部的应力集中而保护搅拌针。对于特定的焊接材料, 为了获得最佳的焊接效果, 必须设计出与之相适应的特殊的轴肩几何形貌。 2 搅拌针研究现状搅拌针在焊接过程中不仅通过与接合面间的摩擦来提供热输入, 更重要的是起到机械搅拌作用, 因而搅拌针的形貌和几何尺寸影响着塑性软化材料的流动形式和被切削材料的体积, 进而影响接头的力学性能。正是由于搅拌针在焊接过程中所发挥的复杂而重要的作用, 人们对搅拌摩擦焊的研究越来越深入, 设计出了多种形式的搅拌针, 以适应各种焊接状态。（1）、柱形搅拌针搅拌针为柱形时的搅拌头形貌。在搅拌摩擦焊工艺应用的初始阶段, 柱形搅拌针应用得较为广泛, 然而在焊接过程中, 柱形搅拌针周围的软化材料受到指向焊缝根部的力较弱, 软化材料的流动性较差。（2）、锥形螺纹搅拌针和三槽锥形螺纹搅拌针(MX- TrifluteTM)是英国焊接研究所( TWI)淘汰柱形搅拌针后设计出的两种搅拌针形貌。锥形螺纹搅拌针和三槽锥形螺纹搅拌针的共同之处是它们都呈平截头体状( 或玻璃杯状) , 而且都带有螺纹。在搅拌针根部直径相同时, 平截头体状搅拌针切削的材料比柱形的

目前最先进的焊接工艺——搅拌摩擦焊

目前最先进的焊接工艺，搅拌摩擦焊，你知道原理吗搅拌摩擦焊是由英国焊接技术研究所于1991年发明的新型焊接技术，其原理如下图所示。一根安装在主轴上的形状为蜗杆形式的搅拌针在一定压力下被插入焊缝位置，搅拌针的长度一般要比焊缝深度略浅，以此来保证主轴的轴肩能紧贴被焊接的工件表面。当工件与搅拌针和轴肩摩擦生热，焊缝附近的材

料会因受热产生严重的塑性变形，但是，并不是熔化，只是成为一种“半流体”的状态，随着主轴带动搅拌针沿着焊缝的走向进给，搅拌针不断把已经处于“半流体”状态的材料搅拌到身后，当主轴离开后，这些材料将冷却固化，从而形成一条稳定的焊缝。大家都知道，以铝合金和镁合金为代表的轻质合金是航空航天器的主要结构材料之一。然而这些轻质合金的可焊性都非常差，传统的各种熔焊工艺都无法从根本上杜绝热裂纹、气孔和夹渣等这些焊接缺陷的产生，需要靠操作者具有非常高超的技术和工艺才能保证焊接质量。并且，熔焊的高温会产生大量热量和有毒的烟气，这对操作者的身体健康也造成了很大的威胁。而搅拌摩擦焊的出现从根本上解决了这一系列问题。其次，相较于传统熔焊工艺在焊缝附近形成重新铸造形态，搅拌摩擦焊由于主轴会给被焊接的工件部位施加一个很大的压力，所以在焊缝附近得到的是锻造形态，这种锻造形态组织比铸造形态组织致密得多，因而焊接后零件的机械性能也比传统熔焊工艺做出来的好得多。而搅拌摩擦焊最大的优势体现在其本质是把机械能转化成焊接所需要的热能，所以可以用特定的公式相当准确的计算出焊接热及其引发的工件热变形的量，从而为事前的补偿和事后的纠正提供了几乎不依赖操作者经验的定量的依据，这是任何一种传统焊接工艺都望尘莫及的。

搅拌摩擦焊预备焊接工艺规程

Location: pWPS No. ：焊接方法：坡口准备和清理： Welding process ： preparation and cleaning ：接头类型：焊接设备： Joint type ： Welding equipment ：母材规格(㎜)：夹紧装置： Parent metal size(㎜)： Clamping arrangement ：母材质保书：焊接位置： Base metal specification ： Welding positions ：搅拌头材料 : 焊工姓名： Tool Material: Welder ， s name ： Preheat temperature(℃)： Other information ：预热维护温度(℃) ：基值电流/峰值电压： Preheat maintenance temperature (℃) ： Base current/Peak voltage ：层间温度(℃)：脉冲频率(Hz)： Interpass temperature(℃)： Pulse frequency(Hz)：焊前热处理：脉冲时间(ms)： Pre-weld heat treatment ： Pulse time(ms)：焊后热处理：弧长/微调： Post-weld heat treatment ： Arc length/Fine adjust ：时间、温度、方法：摆动（焊道的最大宽度）(㎜)： T im e 、tem perature 、m ethod ： W e a v i n g (M a x i m u m w i d t h o f r u n ) (㎜): 加热和冷却速度(℃/h)：振动（振幅、频率、停留时间）： Heating and cooling rates(℃/h)： O s c i l l a t i o n （Am p l i t u d e , f r e q u e n cy , d w e l l t i m e ）：制造商： Manufacture ：

焊接工装夹具设计说明书

课程设计课程名称：焊接工艺与工装课程设计设计题目：“长江750B摩托车”侧停支架焊接工艺与工装设计专业：焊接技术与工程班级：姓名：学号：评分：指导教师(签名)： 2013 年 1 月 18 日

长江750摩托车”侧停支架焊接工艺与工装设计学生姓名：班级：指导老师：摘要：在“长江750B摩托车侧停支架”的焊接中，焊接的夹具在施焊的过程中必不可少，良好的焊接夹具可以保证焊接尺寸的准确性，保证焊接过程的快速稳定，以保证零件和产品的质量，并以提高生产效率。焊接工装设计是生产准备工作的重要内容之一，也是焊接生产工艺设计的主要任务之一，焊接工装夹具就是将焊件准确定位和可靠夹紧，便于焊件进行装配和焊接、保证焊件结构精度方面要求的工艺装备。在现代焊接生产中积极推广和使用与产品结构相适应的工装夹具，对提高产品质量，减轻工人的劳动强度，加速焊接生产实现机械化、自动化进程等方面起着非常重要的作用。关键词：焊接；设计；侧停支架

目录 1 序言 (1) 1.1 焊接工装夹具的运用 (1) 1.2 焊接工装夹具设计的基本要求 (1) 2 夹具设计任务 (3) 2.1 焊接产品（复合件）“长江750B摩托车侧停支架”的产品图 (3) 2.2 焊接产品“侧停支架”连接的重点技术要求分析 (3) 3 侧停支架焊接组合装焊夹具装焊方案 (4) 4 主要零件设计的说明 (4) 4.1 底板 (4) 4.2 插销机构 (4) 4.3 螺旋夹紧机构 (4) 4.4 V型块 (6) 4.5 钩形夹管器 (6) 4.6 非标准主要零件的设计 (7) 5 夹具的装配 (7) 5.1 夹具的操作步骤 (7) 5.2 夹具使用注意事项 (7) 6 本次课程设计小结 (8) 参考文献 (9) 致谢 (10) 附录A 工艺规程路线单 (11) 附录B 焊接工艺规程 (12)

焊接夹具设计说明书

焊接夹具设计说明书 Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】

课程设计课程名称：焊接专业课程设计设计题目：“长江750摩托车”边摇架焊接工艺与工装设计专业：班级：姓名：学号：评分：指导教师（签名）： 2013年 01 月 11 日航空制造工程学院 2009 级学生专业课程设计任务书I、专业课程设计题目： “长江750摩托车”边摇架焊接工艺与工装设计 II、专业课程设计任务及设计技术要求： 1.设计边摇架（G161000B）的焊接工艺 2. 设计边摇架（G161000B）的焊接工装夹具 3. 绘制焊接工装装配图和部分零件图，绘图工作当量不少于三张A1图 4. 编制焊接工艺规程及工艺规程路线单 5. 编写设计说明书 III、专业课程设计进度：

090342 班焊接工程系焊接技术与工程专业学生：日期：自 2012 年 12 月 17 日至 2013 年 01 月 11 日指导教师：系主任： “长江750摩托车”边摇架焊接工艺与工装设计学生姓名：班级：指导老师：摘要：为保证“长江750A”摩托车边摇架的焊接质量和效率，设计了焊接工装，根据边摇架的结构特点，选取固定锥台，固定圆柱凸台，钩型正压夹管器作为定位器，选取锥台螺旋夹具、钩型正压夹管器作为压紧件。焊接工装夹具以各管的外圆和内圆面作为定位基准面，具有足够的强度和刚度。设计焊接工装可以保证各个零件的相对位置固定，并且在焊接定位时还可以防止工件的移动、焊接变形和保证焊接质量。夹紧器的简单快捷动作可以满足高效率的批量生产，施焊方便。关键词：焊接工装；定位；夹紧目录

焊接工装夹具应用讲解

（2）有效的防止和减轻了焊接变形。（3）使工件处于最佳的施焊部位，焊缝的成型性良好，工艺缺陷明显降低，焊接速度得以提高。（4）以机械装置代替了手工装配零件部位时的定位、夹紧及工件翻转等繁重的工作，改善了工人的劳动条件。（5）可以扩大先进的工艺方法的使用范围，促进焊接结构的生产机械化和自动化的综合发展。夹具设计的基本要求（1）、工装夹具应具备足够的强度和刚度。夹具在生产中投入使用时要承受多种力度的作用，所以工装夹具应具备足够的强度和刚度。（2）、夹紧的可靠性。夹紧时不能破坏工件的定位位置和保证产品形状、尺寸符合图样要求。既不能允许工件松动滑移，又不使工件的拘束度过大而产生较大的拘束应力。

（3）、焊接操作的灵活性。使用夹具生产应保证足够的装焊空间，使操作人员有良好的视野和操作环境，使焊接生产的全过程处于稳定的工作状态。（4）、便于焊件的装卸。操作时应考虑制品在装配定位焊或焊接后能顺利的从夹具中取出，还要制品在翻转或吊运使不受损害。（5）、良好的工艺性。所设计的夹具应便于制造、安装和操作，便于检验、维修和更换易损零件。设计时还要考虑车间现有的夹紧动力源、吊装能力及安装场地等因素，降低夹具制造成本。一、夹具设计任务 1、焊接产品（复合件）“撑杆焊接组合”的产品图撑杆焊接组合由撑杆、喇叭支座、螺母M6和发动机衬管构成；撑杆的材料是20钢，喇叭支座的材料是10钢，发动机衬管的材料是35钢，

搅拌摩擦焊接

浅析搅拌摩擦焊及其应用摘要：搅拌摩擦焊接技术自 1991 年发明以来，经过短短十几年的发展，在航空、航天、船舶、核工业、交通运输及汽车制造等领域获得了广泛应用，是制造领域的一项革命性成果，也是目前最引人注目和最具开发潜力的焊接技术之一。文章就搅拌摩擦焊接技术的原理和应用以及特点进行了简单的介绍。关键词：搅拌摩擦焊搅拌摩擦焊的应用搅拌摩擦焊的发展。英国焊接研究所（TWI）于 1991 年发明了一种新颖而有潜力的焊接方法——搅拌摩擦焊接（Friction Stir Welding ,简称 FSW）,搅拌摩擦焊接与传统的摩擦焊接一样，也是一中固相连接技术。但是搅拌摩擦焊接具有接头质量高、焊接变形小和焊接过程绿色、无污染等优点，是铝、镁等合金优选的焊接方法，搅拌摩擦焊接技术自发明以来，已经在航空、航天、铁道车辆、造船和汽车等制造领域显示出强劲的创新活力和广阔的应用前景并得到了广泛的工程应用。目前已有超过170家组织从英国焊接研究所获得了该工艺的非独家使用许可，大部分的使用许可持有者是工业企业，他们在欧洲各国、日本、美国和中国等国家从事搅拌摩擦焊接工艺的生产和发展。 1搅拌摩擦焊接原理搅拌摩擦焊接是高速旋转的搅拌头扎入工件后沿焊接方向运动，在搅拌头扎入工件后沿焊接方向运动，在搅拌头与工件的接触部位产生摩擦热，使其周围金属形成塑性软化层，软化层金属在搅拌头旋转的作用下填充搅拌针后方形成的空腔，并在搅拌头轴肩与搅拌针的搅拌及挤压作用下实现材料连接的固相焊接方法。 2 搅拌摩擦焊接特点由于搅拌摩擦焊接过程中产生的热量不能达到金属的熔点而只能使被焊金属达到塑性状态，因此它可以用来焊接一些熔焊方法难以焊接的金属材料，如铝、镁等合金。相对于传统的普通熔焊，搅拌摩擦焊具有以下优点： 1）接头性能良好。这主要是因为它是一种固相连接。 2）焊前无需开坡口进而减少工时。 3）耗材少。焊接过程中无需填丝，不需要保护气，节省能源。 4）焊接过程绿色环保。焊接过程无烟、无光、无飞溅、工人工作环境好。 5）自动化程度高。 6）焊接热输入小，从而导致焊接变形小、接头残余应力小。随着研究的深入和发展，搅拌摩擦焊接技术的缺点正逐渐得到改善，但目前仍存在不足之处如： 1）设备刚性和精度要求高，企业对设备的一次性投入大。 2）相对于熔焊来说，搅拌摩擦焊接的焊接速度不是很高。 3）对焊接装配要求较高，对接面间隙尤为突出。 3 搅拌摩擦焊接技术的应用搅拌摩擦焊发明初期主要解决厚度1.2～6毫米的铝合金板材焊接问题；

【精品】01焊接工装夹具设计--设计说明书

课程设计课程名称：焊接专业课程设计设计题目：长江750右摇臂的工装设计专业：焊接技术与工程班级： 060142 姓名：刘冬保学号： 13 评分：指导教师（签名）： 2009年 12 月 31 日

航空制造工程学院2006 级学生专业课程设计任务书 I、专业课程设计题目：“长江750摩托车”右摇摇臂焊接工装设计 II、专业课程设计任务及设计技术要求：制夹具 1．专业课程设计任务：分析度确定焊接工装夹具方案，绘制夹具装配图及零件图，拟定焊接工艺，编写设计说明书。 2．设计技术要求：定位准确可靠，装夹方便，稳定，结构轻便 II I、专业课程设计进度： 1.分析焊接组合件，读懂工件图，拟定焊接工艺 2009.1 2.07～12.13 2.拟定工装夹具方案，绘制结构草图 2009.12.14～12.20 3.绘制夹具装配图和零件图 2009.12.21～12.27 4.编写设计说明书 2009.12.28～2010.01.01 060142 班焊接工程系焊接技术与工程专业学生：日期：自 2009 年 12 月 7 日至 2010 年 1 月 1 日指导教师：系主任：附注:任务书应该附在已完成的专业课程设计说明书首页。

“长江750摩托车”右摇臂焊接工装设计学生姓名：刘冬保班级：060142 指导老师：陈焕明摘要：焊接工装是根据产品的结构特点,生产条件和实际需要而专门设计的,它是能够将焊件准确定位和可靠夹紧,便于焊件进行装配和焊接,保证焊件结构精度方面要求的工艺装备。本文主要介绍了“长江750A摩托车”右摇臂的焊接夹具的设计方案，根据它的外形特点，并考虑至工作效率和经济成本等问题，设计了一个简单，易操作，经济实惠的工装夹具。依据可靠性高,实用性强工艺性好,经济性优的原则设计了“长江750A摩托车”右摇臂焊接工装。该焊接工装夹具以底座为设计定位基准。工装夹具主要由圆柱支座，中间支座，壳板支座，快速夹紧器，固定螺柱组成。其中主要操作部快速夹紧器，固定螺柱,它们均能实现快速动作,因此整套夹具紧固定位迅速装拆简便能够大幅度提高工作效率。工装夹具从选材到设计都考虑满足足够的刚度,强度要求并且设计结构力求简单易装配,便于加工制造,易保证精度,整体协调性好。关键词：“长江750摩托车”右摇臂工装；焊接工装夹具；夹紧机构

搅拌摩擦焊接质量控制

搅拌摩擦焊焊接质量控制摘要：搅拌摩擦焊接技术是针对焊接性差的铝、镁合金而开发出的一种新型固相连接技术，由英国焊接研究所于1991年开发的专利技术。可以有效地避免氧化和蒸发，焊后冷却过程中不出现热裂纹，焊缝区晶粒得到细化，优化了接头各项性能，同时焊接过程不需要填充金属，不产生火花、飞溅、烟雾、弧光等，是一种高效、优质、简单、无污染的焊接工艺。介绍了搅拌摩擦焊接的原理、焊接工艺特点、搅拌摩擦焊的最新发展情况及其应用。利用搅拌摩擦焊焊接方法对7075铝合金进行焊接实验，在焊接参数为：转速——800r/min、焊接速度75mm/min的情况下得到了良好的组织结构，显微硬度的实验表明焊后其维氏硬度值的分布趋势沿焊缝中心基本对称。关键词：搅拌摩擦焊接；7075铝合金；焊接参数；焊接质量控制 Research on friction stir welding A bstract: Friction stir welding (FSW) is a new solid welding technique for aluminum and magnesium alloys invented and patented by The Welding Institute, UK in 1991, which can avoid the problems existing in the other welding methods. It is an efficient, energy saving, simple and environmental-friendly technique, which can efficiently avoid oxidation and evaporation without heat flaw in the cooling process after welding. FSW can get optimized various performance of joint without any sparkle, plash, smog or arc. No filling metal is needed in the welding process. This paper simply introduce the principles, the process, emphasize introduces recent development an application of the friction stir welding. Using friction stir welding method of 7075 aluminum alloy welding experiment, the welding parameters for welding speed: speed -- 800r/min, 75mm/min cases got good organization structure, microhardness tests indicate that after welding the Vivtorinox hardness distribution trend along the seam center symmetry. Keywords: FSW; 7075 Al alloy; Welding parameters; Welding quality control

11级《焊接工装设计》期末考试试卷

2013《焊接工装设计》第1页（共2页） ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ -密-----------------封-----------------线-------------------内-------------------不---------------------要-----------------------答-------------------题------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 学生姓名：___________________ 学号：_________________ 专业班级：________________ 2013年下学期《焊接工装设计》考试试卷适用专业：11级大专焊接专业考试时间：120 分钟考试方式：闭卷一、填空题：（每空1分，30空，共30分）。 1.在、、等工艺过程中，使用着大量的工艺装备，简称工装。 2.焊接变位机可以分为、和。 3.按焊接工装动力源的不同，可分为、、、、磁力、真空等焊接工艺装备。 4.焊接结构分离面主要包括和。 5.焊接结构常用检验方法包括：、机械性能试验、、气密性试验、等。 6.气动三联件包括分水、、。 7.焊接工装中常用动力装置包括、和。 8.液压传动系统主要包括、、等构件。 9.简单夹紧机构主要有楔块式、、、偏心式和。 10.夹紧力的三要素包括：、、。二、选择题：（每题2分，20题，共40分）。 1. 按应用范围不同，焊接工装分为通用焊接工装、专用焊接工装和（）。 A ．柔性工装 B.定位工装 C.电动工装 D.液压工装 2. 在空间坐标体系中，工件的自由度分为移动自由度和转动自由度，空间不受拘束的工件自由度数目有（）。 A ．3个 B.4个 C.5个 D.6个 3. 工件以圆孔定位，常用的定位器有定位销、衬套式定位器和（）。 A ．螺栓 B.圆柱销 C.定位插销 4. 在夹具上进行装配焊接时，一般分三步进行：定位、夹紧和（） A ．定位焊 B.装配 C.敲击 5. 工件的定位方式包括平面定位、圆孔定位、外圆柱面定位、（）及型面定位。 A ．组合定位 B.划线定位 C.工具定位 6. 平头支承钉多用于以下哪种场合？ A ．基准光滑的工件 B.基准粗糙的工件 C.都可以 7. 夹紧装置由力源装置、中间传力机构、（）三部分组成。 A.电动机 B.工作台 C.夹紧元件 8. 如图所示两处夹紧力，正确的是（） A.A 处 B.B 处 C.都正确 D.都不正确 9. 螺旋式夹紧机构包括螺钉夹紧件和（）螺母夹紧件两种基本形式。 A.螺栓夹紧件 B.螺母夹紧件 C.弹簧夹紧件 10. 可调整夹具包括更换式、调节式和（）组合式三类。 A ．滑动式 B.旋转式 C.组合式 11. 气压传动系统主要包括气阀、冷却器和（）构件。 A ．汽缸 B.油缸 C.开关 12. 尺寸链计算时可采用正计算法和（）。 A.顺序计算 B. 反计算法 C.综合计算法 13. 下列零件是定心夹紧机构的是（）。 A.三爪卡盘 B.大力扳手 C.开口钳 14. 夹紧装置的基本要求：正、牢、快和（）。 A 慢 B.反 C.简 15. 如图所示定位夹紧符号分别表示什么？ A ．电动夹紧 B.液压夹紧 C.气动夹紧 16. 装配定位焊夹具通常由定位元件、夹紧机构和（）组成。 A.电动机 B.夹具体 C.变位机 17. 选择夹紧力方向时，应注意：垂直于主要定位基准面和有利于减小夹紧力，以及（） A. 有利于减少工件变形 B.增大焊接变形 C.提高质量 18. 支承板多用于以下哪种场合？（） A.已机械加工的平面定位 B.未加工的平面定位 C.曲面定位 19. 杠杆夹紧机构可分为力点、支点、和（）。 A.作用点 B.重点 C.接触点 20. 工件的定位基准的选择时，应优先选择（）作为主要定位基准面或组装基准面。 A.曲面 B 组合面 C.平面二、判断题：（每题1分，10题，共10分）。 1.焊接工装的投入使用会增多制造成本。（） 2.焊接用防护面罩或手套是一种焊接工装。（）

ISO25239-1搅拌摩擦焊-铝合金：术语

搅拌摩擦焊-铝合金-第一部分：术语范围此部分ISO25239定义了搅拌摩擦焊的术语与定义。在此标准中，术语“铝”涉及铝及其合金。术语与定义针对此文件的用途，适用于下列各项术语与定义。 1、焊针可调式搅拌头adjustable probe tool 此搅拌头的针长、旋转速度和旋转方向是可以调节的，焊接过程中旋转速度可能会不同于轴肩的旋转速度。可调焊针可以修整；此搅拌头能够在不产生过多的飞边的情况下使起始与尾孔阶段形成完好的焊缝。 1 轴肩 2 非焊接工作区 3 搅拌针 4 搅拌针下移方向 5 焊接工作区 6 搅拌针达到需求深度 7 搅拌针上移方向 a 搅拌针旋转方向 b 轴肩旋转方向 c 焊接方向图1 焊针可调式搅拌头 2、焊缝前进侧 advancing side of weld 搅拌头旋转的方向与焊接前进方向相同的焊缝一侧，见图1 序号7。 1 工件 2 搅拌头 3 轴肩 4 搅拌针 5 焊缝表面 6 后退侧 7 前进侧 8 尾孔 a 搅拌工具旋转方向 b 搅拌工具向下运动 c 轴向力 d 焊接方向 e 搅拌头向上运动图2 搅拌摩擦焊的基本原理 3、轴向力 axial force 沿着搅拌头旋转轴作用于工件的作用力，见图1 序号c。 4、双轴肩搅拌头 bobbin tool 搅拌头由固定长度的搅拌针和两个分离的轴肩组成，见图2。 5、结束停留时间 d well time at end of weld 从搅拌针在焊接前进方向停止行走，至搅拌针开始离开焊缝的这段时间。 6、起始停留时间dwell time at start of weld 从搅拌针扎入材料后，至搅拌针开始向焊接方向运动的这段时间。 7、尾孔 exit hoe 在焊接结束部位，搅拌头移走后留下的孔，见图1 序号11。 8、接合面faying surface 一个接头中一个工件与另一个工件的接触面 9、固定搅拌针fixed probe 伸出轴肩固定长度的搅拌针，焊接中旋转方向、速度均与轴肩相同。 10、压力控制force control 焊接过程中使搅拌头维持所需压力的措施。 11、搅拌摩擦焊 friction stir welding 旋转的搅拌头插入被焊材料产生摩擦热，使材料热塑化，实现工件间固相连接的焊接方法。 12、锻压侧heel 搅拌头前进反方向的轴肩部分。 13、压入量heel plunge depth 轴肩后缘压入工件内部的深度。 14、界面畸变 hook