新型船舶焊接技术——搅拌摩擦焊的原理与应用

搅拌摩擦焊是英国焊接研究所在20世纪90年代发明的一种新型焊接技术,它是一种固相连接技术,即可以通过不融化母材和焊材而进行联结。搅拌摩擦焊克服了以往熔焊的诸如气孔、裂纹、变形等缺点,连接工艺简单,接头质量好,有较好的工艺适应性。现已开始应用在船舶、航天、高速火车等领域。在造船领域,搅拌摩擦焊主要用于制造带筋板,国内已有船厂采用了此种技术。本文主要介绍搅拌摩擦焊的原理、特点、应用情况及目前使用中存在的问题。     

舰船有色金属焊接材料的发展与应用

本文综述了船舶有色金属焊接材料的发展与应用,主要有船舶焊接技术现状、铝合金焊接材料发展、钛合金焊接材料发展、铜合金焊接材料发展、新型焊接材料及其应用和发展趋势等方面。本文提出在造船业中应重视焊接机器人、数字化焊接电源和激光、搅拌摩擦焊和高效焊接等新工艺技术的发展与应用。     

搅拌摩擦焊在船用铝合金结构中的应用

介绍搅拌摩擦焊的原理及特点,根据铝合金作为造船材料的优点,分析船用铝合金采用搅拌摩擦焊的优势,探讨铝合金搅拌摩擦焊在船体结构中的应用,指出今后搅拌摩擦焊技术的研究重点将是对搅拌头进行改进与创新。     

搅拌摩擦焊在铝合金船舶上的应用

使用传统铝合金焊接技术，因铝合金材料的特性，在高温下熔化，冷却后产生变形，而薄板焊接较大的变形很难校平。搅拌摩擦焊是一种新型纯机械化固相连接技术，其焊接后变形小、质量稳定、力学性能好。介绍搅拌摩擦焊的基本原理和国外的应用状况，与铝合金传统的金属焊条惰性气体焊（MTG）和钨极惰性气体焊（TIG）进行比较，分析搅拌摩擦焊应用的经济性。     

基于搅拌摩擦焊的船体焊缝Matlab分析

焊接工艺的不断进步和发展,为促进船舶制造业的繁荣兴盛发挥了重要作用。焊接工件质量问题是船舶安全中的重点问题。在本文中,针对搅拌摩擦焊工艺技术进行研究,分别介绍搅拌摩擦焊的工作原理及其特点,分析搅拌摩擦焊的焊缝缺陷产生的原因,并提出基于搅拌摩擦焊的船体焊缝Matlab分析方法。首先使用Matlab的小波分析工具箱对焊缝缺陷图像进行降噪与特征提取;然后使用LS-SVMlab Toolbox进行分类识别分析。实验结果表明,Matlab相关工具箱可对焊缝缺陷进行有效分析,能够取得较为理想的检测结果。     

2219铝合金全焊透搅拌摩擦焊接试验

以2219铝合金为研究对象进行全焊透搅拌摩擦焊试验,通过射线探伤和根部着色的方法验证三类全焊透工艺的有效性,并对搅拌摩擦焊试验结果进行力学性能试验和金相试验,对比三类全焊透搅拌摩擦焊焊缝力学性能的差异。通过试验可知背部垫板型搅拌摩擦焊接是最适合实际生产的全焊透焊接工艺。     

颗粒增强铝基复合材料SiCP/6066Al搅拌摩擦焊

针对熔化焊、钎焊在铝基复合材料连接中存在的问题,提出了一种新型连接方法搅拌摩擦焊.研究了颗粒增强SiCP/6066Al铝基复合材料的搅拌摩擦焊连接工艺,对焊缝成形特点、接头组织特征进行了分析探讨.研究结果表明,经过搅拌摩擦焊之后,焊缝成形良好,焊缝区晶粒细小均匀,呈弥散分布,因而,搅拌摩擦焊的接头综合性能良好.     

颗粒增强铝基复合材料SiC P／6066A1搅拌摩擦焊

针对熔化焊、钎焊在铝基复合材料连接中存在的问题，提出了一种新型连接方法搅拌摩擦焊。研究了颗粒增强SiC P／6066A1铝基复合材料的搅拌摩擦焊连接工艺，对焊缝成形特点、接头组织特征进行了分析探讨。研究结果表明，经过搅拌摩擦焊之后，焊缝成形良好，焊缝区晶粒细小均匀，呈弥散分布，因而，搅拌摩擦焊的接头综合性能良好。     

我国焊接生产现状与焊接技术的发展

中国在2004年焊接结构的用钢量已经突破1亿吨,成为世界最大的焊接制造大国.自改革开放以来,完成了许多具有标志性的重大产品,焊接在国民经济建设中发挥着不可替代的重要作用.文章分析了我国焊接材料生产与应用、焊接机器人分布、焊接技术人员与焊工的教育与培训情况.指出虽然焊接材料生产总量及焊丝产量增加迅速,我国成为世界最大的焊材生产与消费国,但是手工焊条的比重仍占75%以上,焊接的机械化自动化率为35%左右,焊材产量与钢产量之比高达0.77%,这些问题应尽快解决.根据国际焊接技术的发展趋势,提出在造船业中应重视焊接机器人、数字化焊接电源和激光、搅拌摩擦焊和高效焊接等新工艺技术的发展与应用,吸引优秀人才到焊接生产第一线,加强政产学研的联合,以优质、高效、低成本的优势,增加我国造船业在国际竞争中的实力.     

船舶高效焊接工艺及存在的问题

通过对国内大型船厂的调研,总结了焊条电弧焊、CO2气体保护焊、埋弧焊、不锈钢焊、活性气体保护焊等国内船舶制造中的主要高效焊接,同时介绍了焊接机器人、激光——电弧复合焊、搅拌摩擦焊等高新焊接技术以及当前亟待解决的大厚度钢板的焊接、薄板焊接、焊接机器人开发、焊接精度控制等焊接工艺问题。     

铝合金薄板搅拌摩擦焊技术研究通过鉴定

由我校严铿副教授主持的“铝合金薄板搅拌摩擦焊技术研究”项目日前通过了由江苏省教育厅主持的科学技术成果鉴定。搅拌摩擦焊(FSW)是近年发展起来的一种固态塑化连接技术，该领域的研究在国内属于起步阶段，是一种高质量、低成本的“绿色焊接方法”，被誉为“革命性”的焊接技     

造船焊接新方法--搅拌摩擦焊

搅拌摩擦焊是利用1种特殊形式的搅拌头边旋转边前进,通过搅拌头与工件的摩擦产生热量,摩擦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,从而使待焊件压焊为1个整体。它可以焊接所有牌号的铝合金以及焊接用熔焊方法难以焊接的材料,并突破了普通摩擦焊对轴类零件的限制。     

铝合金在舰船建造中的应用与发展

本文介绍了铝合金作为舰船建造材料的发展历程以及在舰船建造中所具有的优点，并对铝合金的焊接加工特性及铝合金焊接的焊接方法一搅拌摩擦焊作了一些评述。随着铝合金焊接技术的发展，铝合金在船舶中的应用范围将会越来越广泛。     

中厚度船用钢焊接技术发展现状

从电弧焊技术、埋弧焊技术、气体保护焊技术、搅拌摩擦焊（Friction Stir Welding，FSW）技术和激光焊技术等方面，对比中厚度船用钢各种焊接技术的特点和应用基础。研究发现，基于船用钢材料本身的裂纹敏感性和焊接厚度的增加，中厚度船用钢焊接技术应向激光-电弧复合焊发展，以解决现有焊接技术的焊接难点。     

搅拌摩擦焊接镁合金微区织构研究现状与展望

搅拌摩擦焊是一种新型固态连接工艺,能够克服传统熔化焊中的诸多缺点,具有接头质量高、绿色环保等优点,对于熔点较低的镁合金来说是一种优异的连接工艺.织构是影响搅拌摩擦焊接镁合金接头性能的一个重要因素,文中以搅拌摩擦焊接镁合金的织构为主线,分别对搅拌摩擦焊接镁合金过程中织构的形成、织构的分布、织构对焊缝力学性能的影响以及焊缝区域织构的调控进行了总结,并对相关问题进行了评述和展望.     

世界焊接技术的最新发展

2002年，世界焊接技术有了许多新的进步，主要有：串联MAG焊，混合激光MIG／MAG焊，磁脉冲焊和摩擦搅拌焊等。这些焊接新技术的应用，在提高生产率和产品质量、改善劳动条件、节省资源等方面发挥了很大作用。本文对这些焊接新技术作了简要的介绍。     

引进先进模式做强我国造船业

现代先进技术和现代管理学与传统制造技术相结合而形成的先进制造管理技术和模式的迅速发展，为我国造船业的发展带来了新的机遇和挑战。积极投身于变革之中，创造性地应用先进制造管理模式是促进我国造船业跨越式发展的最佳选择。     

旋转速度对5083铝合金搅拌摩擦焊焊缝的影响

对厚4 mm的5083铝合金板材进行搅拌摩擦焊焊接,研究搅拌头在焊接速度为100 mm/min的条件下,不同旋转速度(600～1200 r/min)对焊缝的微观组织和力学性能的影响。结果表明:5083铝合金搅拌摩擦焊的焊缝横截面呈"盆"型,焊核区晶粒显著细化。当搅拌头旋转速度为1200 r/min、压入量为0.3 mm时,焊缝强度系数最高,为97.5%,且无底部未焊透和弱连接缺陷,折弯性能良好。     

国外船舶焊接技术发展近况

焊接技术是船舶工业的关键技术之一.本文从焊接工艺、焊接设备和焊接质量控制等3方面介绍了近期国外发达国家在焊接技术上的发展.在焊接工艺方面介绍了激光 - 电弧混合焊接工艺和搅拌摩擦焊接工艺;在焊接设备方面介绍了目前美国使用的便携式脉冲气体保护焊系统和移动式激光电弧混合焊系统以及日本机器人技术在焊接设备上的应用;在焊接质量控制方面介绍了数字化检测技术和焊接变形预测和控制技术.     

国内铝合金焊缝PAUT技术应用现状

随着铝合金材料的普及使用，作为先进数字化检测手段的相控阵超声波检测(Phased Array Ultrasonic Testing, PAUT)技术应用备受关注。近年来，在先进超声波技术发展和应用需求结合下，陆续开展的相关试验研究为铝合金搅拌摩擦焊焊缝PAUT技术提供指导和规范引领，并形成相关行业应用标准。铝合金气体保护焊PAUT技术的应用需求逐渐显现，但相关研究和标准尚在起步阶段。梳理国内铝合金焊缝PAUT技术应用现状，可为推动铝合金焊缝PAUT技术研究、扩展应用场景提供技术基础。