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…     

摩擦搅拌接合工具的开发及在车辆车体上的应用

日本车辆制造有限公司为提高铁道车辆车体焊接区的质量,对于以往MIG(金属极惰性气体保护焊)焊接产生的缺陷及变形采取措施.近年来,地铁车辆、常规线路车辆、新干线车辆均广泛采用摩擦搅拌接合(FSW).并且,对FSW技术开发进行了研究与探求.本文对该公司开发的FSW接合用新型工具以及在铁道车辆车体上的应用效果进行了论述.     

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。     

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。     

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     

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...     

摩擦搅拌焊接法

本文介绍摩擦搅拌焊接（FSW）的工作原理和工具;重点总结了摩擦搅拌焊接工艺成败的关键因素,如适当的焊接条件范围、焊接条件和输入热的关系等;同时介绍了FSW点焊工艺、摩擦搅拌粉末工艺（FSPP）和其他一些新方法、新工艺。     

车体的不锈钢搭接焊技术和口琴式铝型材的FSJ技术

川崎重工公司开发了使用激光焊接和称为FSJ的接合方法用于下一代不锈钢及铝合金车体的制造。通过有效利用低热输入特性,提高了外观品质和附加价值,这是一项有许多特点和潜能的技术。本文介绍了这些开发概念和在实际车辆上的应用情况。     

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。     

焊缝终端不留残孔的摩擦搅拌焊接技术

本文从分析摩擦搅拌焊(FSW)工艺的优点及存在的问题入手,阐述了解决该工艺在焊缝终端部留有残孔等问题的对策。介绍了大阪大学焊接科学研究所开发的复动型FSW装置的结构、特点及应用效果。     

铝合金车辆车体结构及接合方法的新进展

主要介绍铝合金作为铁道车辆车体结构应用的新型铝材的开发；各种铝合金材料的特性和可焊性；在铁道车辆车体结构不断变革中发挥的作用以及各种焊接、接合技术的进步。     

摩擦搅拌焊接在铝制双壳车体上的应用

介绍用FSW接合铝中空挤压型材作为双壳车体,在左右两侧车体上分别采用了6条FSW接头。探讨了接头的形状,通过静态拉伸试验、疲劳强度试验、FEM解析,掌握了FSW接头的热影响区、断裂位置、结构强度特性、车体变形和应力等,论证了铁道车辆双壳车体采用FSW技术的安全性。     

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。     

铸造复合化技术与铸铁接合技术的动向

介绍了铸造复合化技术的发展新动向,着重阐述了压力浇注法、离心铸造法等新技术、新工艺;同时还叙述了铸铁接合技术的新进展;指出铸造复合化技术将对多功能铸件和复合化铸件的推广应用作出贡献。     

金属与工程塑料的接合方法

日本大阪大学接合科学研究所的片山圣二教授，在日本东洋纺织公司协助下，开发了利用激光使金属与工程塑料接合的方法。     

阻燃性镁合金的摩擦搅拌焊接技术

本文先介绍了阻燃性镁合金板材应用摩擦搅拌焊接(FSW)工艺的概况及现有研究结果。然后说明了FSW工具材质与材料的加工方向对于阻燃性镁合金板材焊接的影响,并且试制了阻燃性镁合金制空心型材,阐述了对空心型材应用FSW工艺进行基础研究的结果。