新型焊接、接合技术的应用

在各种生产技术中,焊接、接合技术是最基础的制造技术之一。本文介绍摩擦搅拌接合(FSW)、摩擦搅拌点接合(FSJ)法和激光焊接;同时也介绍了新的电弧焊接(连续电弧CMT)等新技术的开发和在铁道车辆车体方面的应用。     

摩擦搅拌焊与摩擦材料粉末工艺的最新动向

文章介绍摩擦搅拌焊接开发20年以来,陆续出现的各种新技术,例举了摩擦搅拌粉末工艺(FSPP),在实施铝合金等的摩擦搅拌焊接时,可将FSPP用于防止接合缺陷、进行表面改性及合金化的技术。最后也介绍了最新的焊接工艺。     

摩擦搅拌焊接技术的进展与展望——面向异种材料接合的应用

摩擦搅拌焊接技术自发明以来经历了27年的应用与发展,时下仍然受到人们的高度关注。针对该技术已建立了国际标准(ISO 25239),有望今后进一步实用化。文章在概述摩擦搅拌焊接技术的原理之后,围绕几种金属材料之间的异种材料接合以及金属材料与塑料材料间的异种材料接合中的焦点问题,阐述了摩擦搅拌焊接技术的最新进展及今后展望。     

铁道车辆的新型接合技术

介绍了铁道车辆的新型接合技术——搅拌摩擦焊的工艺过程和技术特征，并分析了该项技术的应用前景。     

钢板与铝材的点接合技术

日本马自达公司开发了直接点接合钢板与铝合金板材的技术，该技术在世界上尚属首创。于2005年夏上市的新型“马自达双人座敞篷汽车”上的铝制车后行李箱盖与钢板制螺栓挡板之间的接合采用了该技术。该技术是2003年在“马自达RX-8”型车的制造中实际应用的，是在用摩擦热实现铝板之间的接合技术基础上发展起来的。与铝之间的接合技术一样，用工具的接合销部从上、下方向夹持接合部位，边加压，边使工具销部旋转，利用由此而产生的摩擦热直接接合铝材与钢板。     

摩擦搅拌接合的铝合金接头的拉裂韧性评价

摩擦搅拌接合法已成功地用于铁道车辆等制造工艺中。因此查明摩擦搅拌接头的微观组织与力学特性的关系,特别是断裂韧性及疲劳特性与接头附近微观组织的关系是重要课题。文章介绍了拉裂(扯裂)试验,针对摩擦搅拌接合的6N01铝合金T5材料,评价了接头及其周围材料的韧性和微观组织。查明了拉裂试验时裂纹附近的表面变化,较好地反映了接头内微观组织的差异。     

提高铁道车辆内饰件的质量及生产率——摩擦搅拌点焊面向内饰件的应用

铁道车辆的内饰件是乘客们直接目之所及的,其要求外观质量整洁亮丽,又由于确保其阻燃性及耐用性的缘故,多数使用铝合金板及FRP (玻璃纤维增强塑料)。文中介绍日本川崎重工在组装车辆内饰件时引进摩擦搅拌点接合技术的概况、应用效果及实例。     

薄铝板的FSW接合技术

最近，日本富士重工业公司，实际应用FSW（摩擦搅拌焊）进行了厚度1mm左右的薄铝合金板的对接。该技术现用于防卫厅里无人靶机中成形圆筒结构的接合面上。FSW工艺与普通的焊接相比，因具有众多优点，如加工速度快，效率高，焊件应变及变形小、质量好、焊缝强度高，故正在广泛应用于铁道车辆及汽车等零部件的焊接加工。     

加热摩擦搅拌接合技术

[日本]以日本秋田县立大学系统科学技术学部的日置进教授为首,开发了加热摩擦搅拌接合方法,由于该方法采取加热金属构件,与传统方法相比,接合速度提高了2~3倍。开发的方法,利用了材料随着温度升高容易产生塑性流动的材料性质,接合时,适当地加热被接合材料,通过搅拌以促进材料的塑性流动,谋求焊接的高速化、高质量化。接合装置见图1。1-绝热材料(下);2-绝热材料(横向);3-焊接装置;4-温度传感器;5-监测器;6-载荷;7-冷却装置;8-工具;9-工具进给方向;10-焊接构件;11-焊接线12-加热器;13-筒形加热器;14-温度调节器。图1加热摩擦搅拌接合装置结构…     

铝合金铁道车辆的发展

文章介绍了随着铝合金等材料技术的发展,车体结构与焊接技术取得的新进展。具体阐述了车体结构从外板与骨架构成的单壳车体结构,向用空心挤压型材制成的全外壳车体结构发展的过程,以及接合技术从MIG点焊发展到摩擦搅拌焊的过程。     

轨道交通铝合金车体双轴肩搅拌摩擦焊研究现状与展望

双轴肩搅拌摩擦焊提高了复杂结构件焊接中搅拌摩擦焊的可操作性，同时节省搅拌摩擦焊夹具和垫板的设计、制造成本，另外从根本上消除了未焊透或根部缺陷等问题，在轨道交通车辆制造领域有着广泛的应用前景。近年来国内外研究人员对双轴肩搅拌摩擦焊的焊接工艺、接头微观组织及力学性能、搅拌头结构等进行了深入研究。如何进一步提高双轴肩搅拌摩擦焊接头力学性能成为后续实际应用于生产制造的重要课题。     

铁道机车车辆综合性焊接技术

在机车车辆的各种生产技术中,焊接接合技术是最基本的制造技术之一。本文前半部分论述了机车车辆转向架的典型焊接工艺,从制作顺序、侧梁及横梁的组装到转向架的组装,介绍了新型电弧焊接法在转向架制作中的应用。后半部分主要阐述机车车辆焊接接合技术的发展。着重介绍了电弧焊、电阻点焊等熔焊在不锈钢车辆制造中的应用、摩擦搅拌焊(FSW)在铝合金车辆制造中的应用以及为适应列车提速,铝合金蜂窝板车体结构在轻量化车辆制造中的应用。     

搅拌摩擦焊技术在铝合金车体焊接中的应用与开发——《不锈钢、铝合金在车体焊接技术上的应用与开发》专题系列之六

本文从搅拌摩擦焊(Friction Stir Welding，简称FSW)的工艺过程和技术特点出发，结合铝合金车体的设计结构和技术要求，展望了搅拌摩擦焊在铝合金车体中的应用。文章概括论述了用FSW焊接铝合金车体的技术难点，分析了用搅拌摩擦焊焊接铝合金车体的技术可行性，同时展望了新兴的搅拌摩擦焊技术在铝合金车体制造中广阔的应用前景。     

摩擦搅拌接合在铁道车辆上的应用

摩擦搅拌接合(FSW)已被各国广泛用于铝合金等轻金属的接合.近年来,FSW工艺在铁道车辆上的应用正迅速扩展,从当初用于车体侧墙板的焊接现已发展到用于车顶板、车门框架、侧墙板与车体底架的结合等诸多方面;焊缝长度也从3 m发展到20 m以上.本文着重描述了FSW工艺近几年在铁道车辆上的应用实例以及应用时的注意事项,对FSW...     

变频调速技术在搅拌摩擦焊中的应用研究

叙述了变频调速技术在搅拌摩擦焊中的应用，分析了焊接过程中谐振现象对材料表面成型的影响。通过变频调速技术，采用模糊滞环转距控制器，实现了搅拌摩擦头的大范围变速和摩擦界面加热功率的控制，从而满足了搅拌摩擦焊接的技术要求。     

搅拌摩擦焊在地铁车辆制造中的应用

通过研究搅拌摩擦焊的技术特点,对比分析采用搅拌摩擦焊与熔化极气体保护焊进行地铁车辆铝型材焊接的质量、成本和效率,并对搅拌摩擦焊在地铁车辆制造中应用的前景进行简要阐述。     

搅拌摩擦焊工艺及其在地铁铝合金车体上的应用

简要介绍了搅拌摩擦焊工艺的原理、技术特点,对地铁铝合金车体常用材料采用搅拌摩擦焊工艺焊接的接头机械性能进行了研究,重点对10 mm6082-T6铝合金采用搅拌摩擦焊接头的拉伸性能和疲劳性能进行了研究,提出了搅拌摩擦焊工艺在地铁铝合金车体上的应用建议。     

不锈钢薄板的摩擦搅拌焊接

日本东急车辆制造公司与大阪大学的藤井英俊副教授研究小组,成功地进行了厚度1.5mm级不锈钢薄板的摩擦搅拌焊接(FSW)。以往,不锈钢的FSW接合,板材厚度为中等即5~6mm,而不锈钢薄板的FSW接合尚属首次。该研究小组对焊件的拉伸试验结果显示,即使母材断裂,FSW焊接区也没有断裂,用FS     

搅拌出更好的焊缝

据从事材料焊接技术研究的英国焊接研究所(TWI)世界中心的报道，1种新的摩擦——搅拌——焊接(FSW)方法，能形成比普通的摩擦搅拌焊技术更好的焊缝，称之为复合搅拌焊(见图1)。FSW技术在焊接区采用旋转运动和轨道运动，以获得高热效率和好的金属流动。据TWI报道，该技术形成了比传统技术更宽的焊缝，特别有利于重叠搭接和T形连接的焊接。搭接处测得复合搅拌焊焊缝是板厚的230％，而普通的摩擦搅拌焊只有110％。     

分段温度函数法在车体焊接变形预测中的应用

以搅拌摩擦焊制造的铝合金车体侧墙为对象,应用数值模拟技术开展焊接变形的研究。基于分段温度函数法的高效计算方法,实现了对4m长结构搅拌摩擦焊过程的模拟。将模拟结果与实际测量结果进行对比,最大变形量误差在10%以内,吻合较好。一定程度上说明了分段函数法在大型结构搅拌摩擦焊中具有一定的适用性,并通过预测结果进行了搅拌摩擦焊焊接工艺的优化,克服了侧墙边梁长直焊缝平面度难以控制等技术难点,最终顺利地达到控制侧墙的目的。