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静止轴肩搅拌摩擦焊接原理及特点

2023-05-13 14:50:06

静止轴肩搅拌摩擦焊接是常规FSW的一种非常巧妙地改进技术,根据焊接工具设计完成了低烧输入。其焊接工具主要由内部旋转搅拌针和沿焊接方位随着挪动的外部相对静止的轴肩两部分组成。随着搅拌头往前挪动,因搅拌针周边材料磨擦产热而熔融金属往后沉积,并在轴肩顶锻力作用下产生组织匀称致密的焊接。

在普通FSW中,70%左右产热关键源自高速运转的轴肩与待焊试样表面的相互影响[9-10],表面较大的热输入沿试样横着、竖向传输,进而产生较大的温度场。但在静止轴肩搅拌摩擦焊接中,外界辅助的静止轴肩与材料表面密切触碰,因其相对静止在焊接环节中基本不产生摩擦热,甚至做为热沉起到部分散热效果,待焊材料的塑性变形依赖于内部旋转搅拌针的摩擦热-裁切挤压复合作用,然后,焊接设备在轴肩挤压影响下发生严重的塑性变形并添充后才瞬间内腔产生焊接。相同工艺下,静止轴肩搅拌摩擦焊接过程峰值温度通常比常规FSW过程低约80℃,较低的热输入能够允许更高的焊接转速,进而加重焊接过程材料的混合程度,得到成形成性更加良好的接头,同时提升了焊接速率。

搅拌摩擦焊

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