联系我们

苏州科鼎数控设备有限公司

联系人:周经理

电话:13862591593

电话:0512-69570576

传真:0512-66737053

网址:www.kdsk168.com

地址:苏州市相城区太平镇聚金村兴太南路

行业动态

您当前的位置:首页 >>新闻动态 >>行业动态

革命性的焊接技术——搅拌摩擦焊

革命性的焊接技术——搅拌摩擦焊

第19届深圳国际机械制造工业展览会于4月4日在深圳会展中心圆满落下帷幕。此次会议,聚集了来自全球20多个国家和地区的1200余家制造业顶尖企业及其最新的产品和最前沿的技术解决方案,多维度、全方位地为世人呈现未来中国制造业形态。会议期间,举行了两场重磅级研讨会议,众多行业大咖与参展企业探讨交流了最新的行业及技术应用发展趋势。



哈工智能作为国内智能制造的领军企业,应邀参加了“汽车轻量化时代——机器人技术与应用发展”论坛, 公司特聘专家万龙先生以“机器人搅拌摩擦焊在新能源汽车上的应用与挑战”为题,介绍了焊接技术中最具革命性的搅拌摩擦焊技术,以新能源汽车发展的趋势、搅拌摩擦焊技术原理、技术与应用场景等方面对搅拌摩擦焊技术做了全面的介绍。



搅拌摩擦焊的简介



搅拌摩擦焊是利用工件端面相互运动、相互摩擦所产生的热,使端部达到热塑性状态,然后迅速顶锻,完成焊接的一种方法。



摩擦焊可以方便地连接同种或异种材料,包括金属、部分金属基复合材料、陶瓷及塑料。摩擦焊方法在制造业中已应用40多年了,由于其生产率高、质量好获得了广泛的工程应用,但焊接的对象主要是回转形零件,虽然也有其它形式的摩擦焊技术出现,以克服被焊工件几何形状的限制或提高生产率,如相位摩擦焊、径向摩擦焊、线性摩擦焊等,但实际应用很少。最近还出现了摩擦堆焊,在工件上形成特殊性能的表面层。



搅拌摩擦焊的特点



在焊接过程中不需要其它焊接消耗材料,如焊条、焊丝、焊剂及保护气体等,唯一消耗的是焊接搅拌头。



搅拌摩擦焊接时的温度相对较低,因此焊接后结构的残余应力或变形也较熔化焊小得多。特别是Al合金薄板熔化焊接时,结构的平面外变形是非常明显的,无论是采用无变形焊接技术还是焊后冷、热校形技术,都是很麻烦的,而且增加了结构的制造成本。



搅拌摩擦焊在有色金属的连接中已获得成功的应用,但由于焊接方法特点的限制,仅限于结构简单的构件,如平直的结构或圆筒形结构的焊接,而且在焊接过程中工件要有良好的支撑或村垫。原则上,搅拌摩擦焊可进行多种位置焊接,如平焊,立焊,仰焊和俯焊;可完成多种形式的焊接接头,如对接、角接和搭接接头,甚至厚度变化的结构和多层材料的连接,也可进行异种金属材料的焊接。



搅拌摩擦焊作为一种固相焊接方法,焊接前及焊接过程中对环境的污染小。焊前工件无需严格的表面清理准备要求,焊接过程中的摩擦和搅拌可以去除焊件表面的氧化膜,焊接过程中也无烟尘和飞溅,同时噪声低。由于搅拌摩擦焊仅仅是靠焊头旋转并移动,逐步实现整条焊缝的焊接,所以比熔化焊甚至常规摩擦焊更节省能源。



搅拌摩擦焊存在的问题



焊接工件必须刚性固定,反面应有底板;


焊接结束搅拌探头提出工件时,焊缝端头形成一个键孔,并且难以对焊缝进行修补;


工具设计、过程参数和机械性能数据只在有限的合金范围内可得;


在某种情况下,如特殊领域中要考虑腐蚀性能、残余应力和变形时,性能需进一步提高才可实际应用;


对板材进行单道连接时,焊速不是很高;


搅拌头的磨损消耗太快等。




搅拌摩擦焊的发展现状





搅拌摩擦焊在铝合金上的应用越来越广泛,研究也越来越深入。不仅涉及到各种同种材料的焊接,还研究了大范围的异种铝合金的焊接。铝合金的焊接厚度范围从lmm到75mm,对铝合金焊接接头的腐蚀性能、力学性能、组织结构都进行了大量的研究。搅拌摩擦焊广泛应用于6061Al/2024Al、2024Al/Ag、2024Al/Cu、6061AI/cu,甚至还适用于6061AI+20%Al2O3/铸铝合金A339+10%SiC等合金。



2002年,在中国航空工业集团-北京航空制造工程研究所与英国焊接研究所共同签署关于搅拌摩擦焊专利技术许可、技术研发及市场开拓等领域的合作协议的基础上,中国第一家专业化的搅拌摩擦焊技术授权公司——中国搅拌摩擦焊中心即北京赛福斯特技术有限公司成立,标志着搅拌摩擦焊技术在中国市场的研发及工程应用工作的正式开启。



搅拌摩擦焊作为一种多学科交汇的新方法,可以发展出纵缝焊接、环缝焊接、无匙孔焊接、变截面焊接、自支撑双面焊接、空间3D曲线焊接、搅拌摩擦点焊、回填式点焊、搅拌摩擦焊表面改性处理、搅拌摩擦焊超塑性材料加工等多种连接加工方法和技术。



历经近十年的快速发展,赛福斯特公司已成功开发了60余套搅拌摩擦焊设备,将搅拌摩擦焊技术应用于我国航空、航天、船舶、列车、汽车、电子、电力等工业领域中,创造了可观的社会经济效益,为铝、镁、铜、钛、钢等金属材料提供了完美的技术解决方法,为国内外用户提供了不同类型、不同用途的搅拌摩擦焊工业产品加工,包括:航天筒体结构件、航空薄壁结构件、船舶宽幅带筋板、高速列车车体结构、大厚度雷达面板、汽车轮毂、集装箱型材壁板、各种结构散热器及热沉器等。



研讨会上,万龙先生讲述了如何将搅拌摩擦焊技术与机器人行业相结合




随着传统汽车行业的稳步发展以及新能源汽车的井喷式发展,轻量化是汽车厂商追求的一大目标。因此,大多厂商选择密度为2.70 kg/cm3的铝合金材料用于轻量化车身。但是,关于铝合金材料的连接却存在着一些问题。






搅拌摩擦焊—焊接领域近三十年来革命性的焊接技术突破,有效解决了铝合金材料连接中的难题,并且优势明显。与弧焊相比,搅拌摩擦焊接头强度可以达到母材的80%-120%,疲劳性能是母材的80%-95%,较小或者没有焊后的变形,没有气孔缺陷、元素烧损热裂纹或耗材的问题。




在众多的搅拌摩擦焊设备中,机器人与搅拌摩擦焊的组合优势明显。机器人搅拌摩擦焊通过配备恒压力控制模式,能够显著提高焊接质量;能实现多工位同时焊接,可以提高焊接效率2-3倍;自动化集成度高,可以提高大批量生产能力。现已应用于新能源汽车电池冷板、电机控制器壳体、电机壳体、Pack箱体、异形盖板等零部件焊接。



搅拌摩擦焊技术的发展已经在FSW设备及工艺技术开发方面均取得了比较大的进步。






未来,哈工智能及旗下51robot平台将重点向新能源汽车整车及核心部件的整体智慧工厂解决方案和供应商发展,进一步增强公司在汽车智能制造供应商领域的市场竞争力。


苏州科鼎数控设备有限公司 版权所有 地址:苏州市相城区太平镇聚金村兴太南路 联系人:王经理 手机:13862591593
版权所有 盗版必究 技术支持:苏州网站建设-商动力科技
分享按钮