铝合金搅拌摩擦接头的熔焊工艺研究
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。
几种铝合金焊接先进工艺
铝合金焊接的几种先进工艺:搅拌摩擦焊、激光焊、激光- 电弧复合焊、电子束焊。针对于焊接性不好和曾认为不可焊接的合金提出了有效的解决方法,几种工 艺均具有优越性,并可对厚板铝合金进行焊接。 关键词: 铝合金搅拌摩擦焊激光焊激光- 电弧复合焊电子束焊 1 铝合金焊接的特点 铝合金由于重量轻、比强度高、耐腐蚀性能好、无磁性、成形性好及低温性能好等特点而被广泛地应用于各种焊接结构产品中,采用铝合金代替钢板材料焊接,结构重量可减轻50 %以上。 铝合金焊接有几大难点: ①铝合金焊接接头软化严重,强度系数低,这也是阻碍铝合金应用的最大障碍; ②铝合金表面易产生难熔的氧化膜(Al2O3 其熔点为2060 ℃) ,这就需要采用 大功率密度的焊接工艺; ③铝合金焊接容易产生气孔; ④铝合金焊接易产生热裂纹; ⑤线膨胀系数大,易产生焊接变形; ⑥铝合金热导率大(约为钢的4 倍) ,相同焊接速度下,热输入要比焊接钢材大 2～4 倍。 因此,铝合金的焊接要求采用能量密度大、焊接热输入小、焊接速度高的高效 焊接方法。 2 铝合金的先进焊接工艺 针对铝合金焊接的难点,近些年来提出了几种新工艺,在交通、航天、航空等行业得到了一定应用,几种新工艺可以很好地解决铝合金焊接的难点,焊后接头性能良好,并可以对以前焊接性不好或不可焊的铝合金进行焊接。 2. 1 铝合金的搅拌摩擦焊接 搅拌摩擦焊FSW( Friction Stir Welding) 是由英国焊接研究所TWI ( The Welding Institute) 1991 年提出的新的固态塑性连接工艺[1～2 ] 。图1为搅拌 摩擦焊接示意图[3 ] 。其工作原理是用一种特殊形式的搅拌头插入工件待焊部位,通过搅拌头高速旋转与工件间的搅拌摩擦,摩擦产生热使该部位金属处于热塑性 状态,并在搅拌头的压力作用下从其前端向后部塑性流动,从而使焊件压焊在一起。图2 为搅拌摩擦焊接过程[4 ] 。由于搅拌摩擦焊过程中不存在金属的熔化,是一种固态连接过程,故焊接时不存在熔焊的各种缺陷,可以焊接用熔焊方法难以焊接的有色金属材料,如铝及高强铝合金、铜合金、钛合金以及异种材料、复合材料 焊接等。目前搅拌摩擦焊在铝合金的焊接方面研究应用较多。已经成功地进行了搅拌摩擦焊接的铝合金包括2000 系列(Al- Cu) 、5000 系列(Al - Mg) 、6000 系列(Al - Mg - Si) 、7000 系列(Al - Zn) 、8000 系列(Al - Li) 等。国外已经.进入工业化生产阶段,在挪威已经应用此技术焊接快艇上长为20 m 的结构件,美国洛克希德·马丁航空航天公司用该项技术焊接了铝合金储存液氧的低温容器火箭结 构件。 铝合金搅拌摩擦焊焊缝是经过塑性变形和动态再结晶而形成,焊缝区晶粒细化,无熔焊的树枝晶,组织细密,热影响区较熔化焊时窄,无合金元素烧损、裂纹和气孔等缺陷,综合性能良好。与传统熔焊方法相比,它无飞溅、烟尘,不需要添加焊丝和保护气体,接头性能良好。由于是固相焊接工艺,加热温度低,焊接热影响区显微组织变化小,如亚稳定相基本保持不变,这对于热处理强化铝合金及沉淀强化铝合金非常有利。焊后的残余应力和变形非常小,对于薄板铝合金焊后基本不变形。与
CO2气体保护焊工艺参数
CO2气体保护焊工艺参数 CO2气体保护焊工艺参数除了与一般电弧焊相同的电流、电压、焊接速度、焊丝直径及倾斜角等参数以外，还有CO2气体保护焊所特有的保护气成分配比及流量、焊丝伸出长度、保护气罩与工件之间距离等对焊缝成形和质量有重在影响。 ⑴焊接电流和电压的影响。与其他电弧焊接方法相同的是，当电流大时焊缝熔深大，余高大；当电压高时熔宽大，熔深浅。反之则得到相反的焊缝成形。同时焊接电流律为送丝速度大则焊接电流大，熔敷速度大，生产效率高。采用恒压电源等速成送丝系统时，一般规律为送丝速度大则焊接电流大，熔敷速度随之增大。但对CO2气体保护焊来说，电流、电压对熔滴过渡形式有更为特殊的影响，进而影响焊接电弧的稳定性及焊缝形成。因而有必要对熔滴过渡形式进行更深一步的阐述。 在电弧焊中焊丝作为外加电场的一极（用直流电源，焊丝接正极时称为直流反接，接负极时称为直流正接），在电弧激发后被产生的电弧热熔化而形成熔滴向母材熔池过渡，其过渡形式有多种，因焊接方法、工艺参当选变化而异，对于CO2气体保护焊而言，主要存在三种熔滴过渡形式，即短路过渡、滴状过渡、射滴过渡。以下简过这三种过渡形式的特点、与工艺参数（主要是电流、电压）的关系以及其应用范围。 短路过渡。短路过度是在细焊丝、低电压和小电流情况下发生的。焊丝熔化后由于斑点压力对熔滴有排斥作用，使熔滴悬挂于焊丝端头并积聚长大，甚至与母材的深池相连并过渡到熔池中，这就是短路过渡形式，见
下图： （）短路前（）短路时（）短路后 1）过渡主要特征是短路时间和短路频率。影响短路过渡稳定性的因素主要是电压，电压约为18~21V时，短路时间较长，过程较稳定。 焊接电流和焊丝直径也即焊丝的电流密度对短路过渡过程的影响也很大。在表（1）中列出了不同焊丝直径时的允许电流范围和最佳电流范围。在最佳电流范围内短路频率较高，短路过渡过程稳定，飞溅大，必须采取增加电路电感的方法以降低短路电流的增长速度，避免产生熔滴的瞬时爆炸和飞溅。另外一个措施是采用Ar-CO2混合气体（各约50%），因富Ar 气体下斑点压力较小，电弧对熔滴的排斥力较小，过程比较稳定和平静。细焊丝工作范围较宽，焊接过程易于控制，粗焊丝则工作范围很窄，过程难以控制。因此只有焊丝直径在ф1.2mm以下时，才可能采用短路过渡形式。短路过渡形式一般适用于薄钢板的焊接。 CO2气体保护焊稳定短路过渡时不同焊丝直径的电流范围
二氧化碳气体保护焊工艺参数
二氧化碳保护焊接规范和操作工艺作业指导书分类:默认栏目 二氧化碳保护焊接规范和操作工艺作业指导书 二氧化碳气体保护焊用的CO 2气体，大部分为工业副产品，经过压缩成液态装瓶供应。在常温下标准瓶满瓶时，压力为5～7MPa(5 O～7 Okgf／cm2)。低于1 MPa(1 0个表压力)时，不能继续使用。焊接用的C02气体，一般技术标准规定的纯度为9 9％以上，使用时如果发现纯度偏低，应作提纯处理。 二氧化碳气体保护焊进行低碳钢和低合金钢焊接时，为保证焊缝具有较高的机械性能和防止气孔产生，必须采用含锰、硅等脱氧元素的合金钢焊丝，同时还应限制焊丝中的含碳量。其中H08Mn 2SiA使用较多，主要用于低碳钢和低合金钢的焊接；H 04Mn 2SiTiA含碳量很低，而且含有0．2％～0．4％的钛元素，抗气孔能力强，用在对致密性要求高的焊缝上。 二氧化碳气体保护焊的规范参数包括电源极性、焊丝直径、电弧电压、焊接电流、气体流量、焊接速度、焊丝伸出长度、直流回路电感等。 (一)电源极性二氧化碳气体保护焊焊接一般材料时，采用直流反接；在进行高速焊接、堆焊和铸铁补焊时，应采用直流正接。 (二)焊丝直径二氧化碳气体保护焊的焊丝直径一般可根据表选择。 (三)电弧电压和焊接电流对于一定直径的焊丝来说，在二氧化碳气体保护焊中，采用较低的电弧电压，较小的焊接电流焊接时，焊丝熔化所形成的熔滴把母材和焊丝连接起来，呈短路状态称为短路过渡。大多数二氧化碳气体保护焊工艺都采用短路过渡焊接。当电弧电压较高、焊接电流较大时，熔滴呈小颗粒飞落称为颗粒过渡。∮1．6或∮2．0mm的焊丝自动焊接中厚板时，常采用这种过渡。∮3mm以上的焊丝应用较少。∮O．6～∮1．2mm的焊丝主要采用短路过渡，随着焊丝直径的增加，飞溅颗粒的数量就相应增加。当采用∮1．6mm的焊丝，仍保持短路过渡时，飞溅就会非常严重。 二氧化碳气体保护焊焊丝直径选用表(mm) 母材厚度 ≤4 >4 焊丝直径 0．5～1．2 1．O～1．6
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 ：
搅拌摩擦焊的工艺参数
Trans. Nonferrous Met. Soc. China 22(2012) 1064í1072 Correlation between welding and hardening parameters of friction stir welded joints of 2017 aluminum alloy Hassen BOUZAIENE, Mohamed-Ali REZGUI, Mahfoudh AYADI, Ali ZGHAL Research Unit in Solid Mechanics, Structures and Technological Development (99-UR11-46), Higher School of Sciences and Techniques of Tunis, Tunisia Received 7 September 2011; accepted 1 January 2011 Abstract: An experimental study was undertaken to express the hardening Swift law according to friction stir welding (FSW) aluminum alloy 2017. Tensile tests of welded joints were run in accordance with face centered composite design. Two types of identified models based on least square method and response surface method were used to assess the contribution of FSW independent factors on the hardening parameters. These models were introduced into finite-element code “Abaqus” to simulate tensile tests of welded joints. The relative average deviation criterion, between the experimental data and the numerical simulations of tension-elongation of tensile tests, shows good agreement between the experimental results and the predicted hardening models. These results can be used to perform multi-criteria optimization for carrying out specific welds or conducting numerical simulation of plastic deformation of forming process of FSW parts such as hydroforming, bending and forging. Key words: friction stir welding; response surface methodology; face centered central composite design; hardening; simulation; relative average deviation criterion 1 Introduction Friction stir welding (FSW) is initially invented and patented at the Welding Institute, Cambridge, United Kingdom (TWI) in 1991 [1] to improve welded joint quality of aluminum alloys. FSW is a solid state joining process which was therefore developed systematically for material difficult to weld and then extended to dissimilar material welding [2], and underwater welding [3]. It is a continuous and autogenously process. It makes use of a rotating tool pin moving along the joint interface and a tool shoulder applying a severe plastic deformation [4]. The process is completely mechanical, therefore welding operation and weld energy are accurately controlled. B asing on the same welding parameters, welding joint quality is similar from a weld to another. Approximate models show that FSW could be successfully modeled as a forging and extrusion process [5]. The plastic deformation field in FSW is compared with that in metal cutting [6í8]. The predominant deformation during FSW, particularly in vicinities of the tool, is expected to be simple shear, and parallel to the tool surface [9]. When the workpiece material sticks to the tool, heat is generated at the tool/workpiece contact due to shear deformation. The material becomes in paste state favoring the stirring process within the thermomechanically affected zone, causing a large plastic deformation which alters micro and macro structure and changes properties in polycrystalline materials [10]. The development of the mechanical behavior model, of heterogeneous structure of the welded zone, is based on a composite material approach, therefore it must takes into account material properties associated with the different welded regions [11]. The global mechanical behavior of FSW joint was studied through the measurement of stress strain performed in transverse [12,13] and longitudinal [14] directions compared with the weld direction. Finite element models were also developed to study the flow patterns and the residual stresses in FSW [15]. B ased on all these models, numerical simulations were performed in order to investigate the effects of welding parameters and tool geometry on welded material behaviors [16] to predict the feasibility of the process on various shape parts [17]. Corresponding author: Mohamed-Ali REZGUI; E-mail: mohamedali.rezgui@https://www.360docs.net/doc/5416869846.html, DOI: 10.1016/S1003-6326(11)61284-3
二氧化碳气体保护焊焊接工艺
二氧化碳气体保护焊焊接工艺 适用围：本工艺适用于钢结构制作与安装二氧化碳气体保护焊焊接工艺。工艺规定了一般低碳钢、普通低合金钢的二氧化碳气体保护焊的基本要求。凡各工程的工艺中无特殊要求的结构件的二氧化碳气体保护焊均应按本工艺规定执行。 第一节材料要求 1.1 钢材及焊接材料应按施工图的要求选用，其性能和质量必须符合国家标准和行业标准的规定，并应具有质量证明书或检验报告。如果用其它钢材和焊材代换时，须经设计单位同意，并按相应工艺文件施焊。 1.2 焊丝焊丝成份应与母材成份相近，主要考虑碳当量含量，它应具有良好的焊接工艺性能。焊丝含C量一般要求<0.11%。其表面一般有镀铜等防锈措施。目前我国常用的CO2气体保护焊焊丝是H08Mn2SiA，其化学成分见GB1300-77。它适用于焊接低碳钢和抗拉强度为500MPa级的低合金结构钢。H08Mn2SiA焊丝熔敷金属的机械性能详见GB8110-87《二氧化碳气体保护焊用焊丝》。 1.3CO2气体纯度不低于99.5%，含水量和含氧量不超过0.1%，气路系统中应设置干燥器和预热装置。当压力低于10个大气压时，不得继续使用。 1.4焊件坡口形式的选择 要考虑在施焊和坡口加工可能的条件下，尽量减小焊接变形，节省焊材，提高劳动生产率，降低成本。一般主要根据板厚选择（见《气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸》GB985-88）。 1.5 不同板厚的钢板对接接头的两板厚度差(δ-δ1)不超过表5.1规定时，则焊缝坡口的基本形式与尺寸按较厚板的尺寸数据来选择；否则应在厚板上作出如表中图示的单面a）或双面削薄b），其削薄长度L≥3(δ-δ1)。
CO2气体保护焊焊接参数
二氧化碳焊接工艺--焊接工艺指导书（CO2焊） 一、基本原理 CO2气体保护焊是以可熔化的金属焊丝作电极，并有CO2气体作保护的电弧焊。是焊接黑色金属的重要焊接方法之一。 二、工艺特点 1. CO2焊穿透能力强，焊接电流密度大（100-300A/m2），变形小，生产效率比焊条电弧焊高1-3倍 2. CO2气体便宜，焊前对工件的清理可以从简，其焊接成本只有焊条电弧焊的40%-50% 3. 焊缝抗锈能力强，含氢量低，冷裂纹倾向小。 4. 焊接过程中金属飞溅较多，特别是当工艺参数调节不匹配时，尤为严重。 5. 不能焊接易氧化的金属材料，抗风能力差，野外作业时或漏天作业时，需要有防风措施。 6. 焊接弧光强，注意弧光辐射。 三、冶金特点 CO2焊焊接过程在冶金方面主要表现在： 1. CO2气体是一种氧化性气体，在高温下分解，具有强烈的氧化作用，把合金元素烧损或造成气孔和飞溅等。解决CO2氧化性的措施是脱氧，具体做法是在焊丝中加入一定量脱氧剂。实践表明采用Si-Mn脱氧效果最好，所以目前广泛采用H08Mn2SiA/H10Mn2Si等焊丝。 四、焊接材料 1. 保护气体CO2 用于焊接的CO2气体，其纯度要求≥99.5%，通常CO2是以液态装入钢瓶中，容量为40L的标准钢瓶可灌入25Kg的液态CO2，25Kg的液态CO2约占钢瓶容积的80%，其余20%左右的空间充满气化的CO2。气瓶压力表上所指的压力就是这部分饱和压力。该压力大小与环境温度有关，所以正确估算瓶内CO2气体储量是采用称钢瓶质量的方法。（备注：1Kg的液态CO2可汽化509LCO2气体） 2. CO2气瓶外表漆黑色并写有黄色字样 3. 市售CO2气体含水量较高，焊接时候容易产生气孔等缺陷，在现场减少水分的措施为： 1) 将气瓶倒立静置1-2小时，然后开启阀门，把沉积在瓶口部的水排出，可放2-3次，每次间隔30分钟，放后将气瓶放正。 2) 倒置放水后的气瓶，使用前先打开阀门放掉瓶上面纯度较低的气体，然后在套上输气管。 3) 在气路中设置高压干燥器和低压干燥器，另外在气路中设置气体预热装置，防止CO2气中水分在减压器内结冰而堵塞气路。 2. 焊接材料（焊丝） 1.）焊丝要有足够的脱氧元素 2.）含碳量Wc≤0.11%，可减少飞溅和气孔。
铝合金的搅拌摩擦焊
毕业设计说明书题目：铝合金的搅拌摩擦焊 姓名： 学号： 指导老师:
摘要 铝及铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，铝合金具有良好的耐蚀性、较高的比强度和导热性以及在低温下能保持良好力学性能等特点，在航空航天、汽车、电工、化工、交通运输、国防等工业部门被广泛地应用。随着近年来科学技术以及工业经济的飞速发展，对铝合金焊接结构件的需求日益增多，使铝合金的焊接性研究也随之深入。铝合金的广泛应用促进了铝合金焊接技术的发展，同时焊接技术的发展又拓展了铝合金的应用领域，因此铝合金的焊接技术正成为研究的热点之一。 英国焊接研究所(The Welding Institute)发明的搅拌摩擦焊为轻金属材料的连接提供了新的方法和途径。自从搅拌摩擦焊摩擦焊发明以来搅拌摩擦焊技术得到广泛的关注和深入的研究。特别是针对铝合金材料，世界范围的研究机构学校以及大公司都对此进行了深入细致的研究和工程应用开发并且在诸多工业制领域得到了成功应用。 本文详细介绍了搅拌摩擦焊原理特点并且针对铝合金的搅拌摩擦焊特点性能以及工业应用作了详细的阐述同时对搅拌摩擦焊在中国市场的发展和应用作了简略介绍和预测。 关键词：铝及铝合金搅拌摩擦焊焊接方法焊接特点
Abstract Aluminum and aluminum alloy is a kind of nonferrous metal structure material widely used in industry, aluminum alloy has high corrosion resistance, good strength and thermal conductivity as well as in the low temperature can keep good mechanical properties and other characteristics, in the aerospace, automotive, electrical, chemical, transportation, national defense and other industrial sectors are widely used. In recent years with the rapid development of science and technology and industrial economy, structure of the growing demand for aluminum alloy welding, so the aluminum alloy welding research also further. Aluminum alloy is widely used to promote the development of welding technology of aluminum alloy, the welding technology development and expanding the application field of aluminum alloy, so the aluminum alloy welding technology is becoming one of the hot research topics. British Welding Research Institute (The Welding Institute) the invention of the friction stir welding for light metal materials is connected and provided a new approach to. Since the invention of the friction stir welding friction welding, friction stir widely attention and deeply research get welding technology. Especially for aluminum alloy material, worldwide research schools and large companies have conducted in-depth study and engineering application and has been successfully applied in many industrial fields. This paper introduces the principle and the characteristics of friction welding and stirring in aluminum alloy friction stir welding properties and industrial applications are described in detail the development and application of friction stir welding in the Chinese market are briefly introduced and predicted. Keywords: Aluminium and aluminium alloy Friction stir welding Welding process Welding characteristics
二氧化碳气体保护焊的焊接参数设定
二氧化碳气体保护焊的焊接参数设定 二氧化碳气体保护焊的焊接参数有：焊丝直径、焊接电流、电弧电压、焊接速度、气体流量、干伸长度、电源极性、回路电感、焊枪倾角。 一、焊丝直径，焊丝直径影响焊缝熔深。本文就最常用的焊丝直径1.2mm实心焊丝展开论述。牌号：H08MnSiA。焊接电流在150~300时，焊缝熔深在6~7mm。 二、焊接电流，依据焊件厚度、材质、施焊位置及要求的过渡形式来选择焊接电流的大小。短路过渡的焊接电流在110~230A之间（焊工手册为40~230A）；细颗粒过渡的焊接电流在250~300A之间。焊接电流决定送丝速度。焊接电流的变化对熔池深度有决定性的影响，随着焊接电流的增大，熔深明显增加，熔宽略有增加。 三、电弧电压，电弧电压不是焊接电压。电弧电压是在导电嘴和焊件之间测得的电压，而焊接电压是焊机上的电压表所显示的电压。焊接电压是电弧电压与焊机和焊件间连接的电缆上的电压降之和。通常情况下，电弧电压在17~24V之间。电压决定熔宽。 四、焊接速度，焊接速度决定焊缝成形。焊接速度过快，熔深和熔宽都减小，并且容易出现咬肉、未熔合、气孔等焊接缺陷；过慢，会出现塌焊、增加焊接变形等焊接缺陷。通常情况下，焊接速度在80mm/min比较合适。 五、气体流量，CO2气体具有冷却特点。因此，气体流量的多少决定保护效果。通常情况下，气体流量为15L/min；当在有风的环境中作业，流量在20L/min以上（混合气体也应当加热）。 六、干伸长度，干伸长度是指从导电嘴到焊件的距离。保证干伸长度不变是保证焊接过程稳定的重要因素。干伸长度决定焊丝的预热效果，直接影响焊接质量。当焊接电流、电压不变，焊丝伸出过长，焊丝熔化快，电弧电压升高，使焊接电流变小，熔滴与熔池温度降低，会造成未焊透、未熔合等焊接缺陷；过短，熔滴与熔池温度过高，在全位置焊接时会引起铁水流失，出现咬肉、凹陷等焊接缺陷。根据焊接要求，干伸长度在8~20mm之间。另外，干伸长
CO2气体保护焊接工艺参数图标焊缝符号说明及工艺参数
角接焊缝埋弧焊工艺参数 一、焊接作业环境 （1）焊接作业区风速：当手工电弧焊超过8m/s，应设立防风棚或采取其他防风措施。（2）焊接作业区的相对湿度不得大于90%。 （3）当焊件表面潮湿或有冰雪覆盖时，应采取加热去湿除潮措施 （4）焊接作业区环境温度低于0℃时，应将构件焊接区各方向大于或等于二倍钢板厚度且不小于100mm围的母材，加热到20℃以上后方可施焊，且在焊接过程中均不应低于这一温度。T型接头应比对接接头的预热温度高25～50℃。 二、焊接工艺参数 （1）电源极性：采用交流电源时，焊条与工件的极性随电源频率而变换，电源稳定性较差。采用直流电源时，工件接正极称为正接，工件接负极称为反接。一般酸性焊条本身稳弧性较好，可用交流电源施焊。碱性药皮焊条稳弧性较差，必须用直流反接才可以获得稳定的焊接电弧，焊接时飞溅较少。 （2）弧长与焊接电压：焊接时焊条与工件距离变化立即引起焊接电压的改变。弧长增大时，电压升高，使焊缝的宽度增大，熔深减小。弧长减小时则得到相反的效果，一般低氢型碱性焊条要求短弧、低电压操作才能得到预期的焊缝性能。 （3）焊接电流：焊接电流对电弧的稳定性和焊缝熔深有极为密切的影响。焊接电流的选择还应与焊条直径相配合。一般按焊条直径的约40倍值选择焊接电流。如直径3.2mm 的焊条可使用的电流围为100～140A，直径4.0mm的焊条为120～190A，但立、仰焊位置时宜减少15%～20%。 （4）焊接速度：焊接速度过小，母材易过热变脆，同时还会造成焊缝余高过大，成形不好。焊接速度过大会造成夹渣、气孔、裂纹等缺陷。 （5）运条方式：手工电弧焊的运条方式有直线形式和横向摆动式。在焊接低合金高强度结构钢材，要求焊工采用多层多道的焊接方法，在立焊位置摆动幅度不允许超过焊条直径的3倍；在平、横、仰焊位置禁止摆动，焊道厚度不超过5mm，以获得良好的焊缝性能。
搅拌摩擦焊工艺参数对焊缝质量的影响
搅拌摩擦焊工艺参数对焊缝质量的影响 摘要：自主设计了多种结构的搅拌针，并针对铝合金材料进行焊接工艺实验，分析了焊头形状、旋转速度、焊接速度等对焊缝质量的影响，为进一步研究开发和铝合金零部件生产应用摩擦搅拌焊接技术提供理论和实践依据。 关键词：搅拌摩擦焊；工艺参数 随着人们对节能、环保、安全提出更高的要求，铝合金等轻质高强材料的应用获得广泛关注。所以铝材成为航空航天和现代交通运输轻量化、高速化的关键材料。轻量化可使飞机和宇航器飞得更高、更快、更远，可使导弹打得更快、更远、更准，可使电动汽车零污染高速行驶，可减少牵引力和节省大量能源，使运输工具既安全又准点[ 1]。 1.试验材料及方法 选用轨道客车中空车体及结构件用厚为3mm的铝合金挤压板材，将板材裁剪多组尺寸为600×110mm的母板。用XD5032A立式升降台铣床作为FSW的设备。 2.试验结果与讨论 对于一定形状的搅拌焊头，影响焊缝成型和接头机械性能的主要因素是旋转速度（n）、焊接速度（v）和焊接压力（p）。 2.1.旋转速度对焊缝质量的影响 搅拌焊头的旋转速度一定时，若焊接速度较慢，焊缝表面平滑光亮，但在焊缝背面可见到由于局部母材熔化而出现的缩孔。随着焊接速度的增加，这种缩孔会消失，继续增加焊接速度，焊缝表面的光洁度变差，沿焊缝的横截面将试样切开会发现隧道型缺陷，若焊接速度过快，隧道型缺陷逐渐增大，甚至会在焊缝表面出现沟槽。 采用本实验的搅拌焊头焊接时，将旋转速度定为1500rpm/min，此时，焊接速度若高于35mm/min，会看到焊缝的一侧产生未焊合或在搅拌焊头的后面出现长长的沟槽；当焊接速度低于23.5mm/min时，则焊缝表面发生凹陷或在焊缝某一侧产生切边现象，同时，在焊缝的背面会出现由于过热而形成的缩孔。当焊接速度在23-40mm/min范围内，焊缝的外观成型较好；拉伸试验结果表明，当焊接速度在35-60mm/min范围内时，焊缝的抗拉强度较高。如果将旋转速度降低为1180rpm/min，焊接速度为23-45mm/min时，焊缝的外观成型及接头的抗拉强度均较高。这是由于焊接速度影响单位长度焊缝上的热输入量，旋转速度一定而焊接速度过慢时，单位长度焊缝上获得的热量过多，使焊接区温度接近母材的熔化温度而出现局部过热甚至熔化现象；反之，当焊接速度过快时，焊接区获得的
CO2气体保护焊工艺参数
第一节二氧化碳气体保护焊（CO2焊） 二氧化碳气体保护焊是用CO2作为保护气体依靠，焊丝与焊件之间产生电弧溶化金属的气体保护焊方法简称CO2焊（MAG）。 一、二氧化碳气体保护焊发展动态 二氧化碳气体保护焊是50年代发展起来的一种新的焊接技术。半个世纪来，它已发展成为一种重要的熔焊方法。广泛应用于汽车工业，工程机械制造业，造船业，机车制造业，电梯制造业，锅炉压力容器制造业，各种金属结构和金属加工机械的生产。 MIG气体保护焊焊接质量好，成本低，操作简便，取代大部分手工电弧焊和埋弧焊，已成定局。二氧化碳气体保护焊装在机器手或机器人上很容易实现数控焊接，将成为二十一世纪初的主要焊接方法。 目前二氧化碳气体保护焊，使用的保护气体，分CO2和CO2+Ar两种。使用的焊丝主要是锰硅合金焊丝，超低碳合金焊丝及药芯焊丝。焊丝主要规格有：0.5mm、0.8 mm、0.9 mm、1.0 mm、1.2 mm、1.6 mm、2.0 mm、 2.5 mm、 3.0 mm、 4.0mm等。 二、二氧化碳气体保护焊特点 （一）MAG焊具有下列优点： 1、焊接成本低：其成本只有埋弧焊和手工电弧焊的40~50%。 2、生产效率高：其生产率是手工电弧焊的1~4倍。 3、操作简便：明弧，对工件厚度不限，可进行全位置焊接而且可以向下焊接。 4、焊缝抗裂性能高：焊缝低氢且含氮量也较少。 5、焊后变形较小：角变形为千分之五，不平度只有千分之三。 6、焊接飞溅小：当采用超低碳合金焊丝或药芯焊丝，或在CO2中加入Ar，都可以降低焊接飞溅。 （二）MAG焊的缺点： 1、对焊接设备的技术焊接要求高。 2、设备造价相对较贵。 3、气体保护效果易受外来气流的影响。 4、焊接参数之间的匹配关系较严格。 三、气体保护焊的设备 C02气体保护焊的主要设备包括焊接电源、送丝机、焊枪、供气系统、焊丝盘和指示仪表等组成。 四、气体保护焊的工艺参数（焊接范围）主要包括 气体保护焊的工艺参数主要包括以下几点： 1、焊丝直径、焊接电流、电弧电压。 2、焊接速度（参考与焊条电弧焊）。 3、焊丝伸击长度、气体流量、电源极性等。 4、焊枪角度。 5、导电嘴与母材之间的距离。 6、保护套大小 焊接电流与工件的厚度、焊丝直径、施焊位置以及熔滴过渡时的形式有关： 1、通常直径为0.8～1.6mm的焊丝。 2、短路过渡时焊接电流在50～230A内选择。 3、粗滴过渡时焊接电流在250～500A内选择。 五、二氧化碳气体保护焊焊接材料
搅拌摩擦焊资料
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。