欢迎来到欣兴鸿智能装备官网,专注搅拌摩擦焊设备生产研发!

欣兴鸿智能装备

致力于FSW设备研发、生产、销售

提供智能搅拌摩擦焊接技术整体解决方案

19352696688
欣兴鸿智能装备
行业资讯
您的位置: 首页 > 新闻资讯 > 行业资讯
探究搅拌摩擦焊(FSW)的工作原理与优势
发布时间:2024-06-28浏览次数:31

搅拌摩擦焊(FSW)是一项先进的焊接技术,其运作过程独特且高效。在 FSW 过程中,高速旋转的搅拌头以特定速度压入工件的焊接起始位置,随之产生强烈的摩擦与搅拌变形。在此作用下,搅拌头周边的材料因摩擦热与变形热而形成黏塑性软化层。在轴肩旋转、搅拌针螺纹驱动等多种因素的共同影响下,软化层材料会对搅拌头运动后侧所形成的瞬时空腔进行填充,进而构成完整的焊缝。

微信截图_20240622111020_副本.jpg


搅拌头作为进行 FSW 的关键部件,有着特殊的几何设计,主要由轴肩(其圆形端面可为水平或内凹形状)以及圆台或圆柱状的搅拌针组成。在焊接时,焊件需要通过底部垫板和工装夹具进行稳固固定,以避免在焊接过程中,因搅拌头的作用力而导致焊件分离。


FSW 过程中的热量主要有两个来源:其一,轴肩和搅拌针在与被焊工件紧密接触并快速旋转摩擦时所产生的摩擦热,这是主要的热源;其二,搅拌头带动周边黏塑性软化材料进行剧烈搅拌变形而产生的变形热。在这两种热量的输入下,搅拌区的金属材料会发生剧烈塑性变形,周边温度迅速上升,达到热塑性状态。随着该局部区域材料的塑性变形抗力显著降低,搅拌头旋转时与材料形成的搅拌力以及搅拌头向前行进时的径向力,会进一步产生超过材料高温流变应力门槛值的热变形作用,使得被焊金属在高温状态下以较低的流变应力发生塑性变形和反复的动态再结晶。


正是这种热 - 机耦合作用,让搅拌区内的被焊金属在充分软化的同时,始终保持固相状态。而软化后的材料会在搅拌头的旋转和前行过程中,呈现出规律的流动或迁移现象。在搅拌头行进方向的前侧,塑性金属会不断从搅拌区的前进侧(Advancing Side,AS,搅拌头旋转方向与行进方向相同的一侧)向搅拌区的后退侧(Retreating Side,RS,搅拌头旋转方向与行进方向相反的一侧)迁移;而在搅拌头行进方向的后侧,塑性金属则从后退侧持续向前进侧迁移,以填补因搅拌针向前行进而留下的瞬时空腔。同时,在厚度方向上,依据不同焊具的几何结构设计,在搅拌区常常存在软化金属的挤压、抽吸等作用,致使焊缝内塑性材料在厚度方向形成“闭环”迁移,这有利于焊缝组织的连续性和致密性。

微信截图_20240622102206_副本.jpg


例如,在航空航天领域,FSW 技术可用于铝合金构件的焊接,有效提升焊接质量与结构强度;在汽车制造行业,FSW 能够连接车身部件,减少焊接缺陷,增强车辆的安全性与可靠性。


综上所述,FSW 技术优势明显,在现代工业生产中具有广阔的应用前景。

你觉得这篇文章怎么样?

0 0
标签:全部
网友评论

管理员

该内容暂无评论

局域网网友
19352696688