搅拌摩擦焊技术要求

T/CWAN0022—2021

I目次

前言.................................................................................................................................................II1范围.................................................................................................................................................12规范性引用文件.............................................................................................................................13术语和定义.....................................................................................................................................14焊具设计原则...............................................................................................................................34.1搅拌针设计原则.........................................................................................................................34.2静止轴肩设计原则.....................................................................................................................44.3静止轴套设计原则.....................................................................................................................54.4紧固件设计原则.........................................................................................................................55焊具制造原则...............................................................................................................................55.1原材料加工.................................................................................................................................55.2热处理.........................................................................................................................................55.3焊具精磨.....................................................................................................................................55.4焊具表面处理.............................................................................................................................55.5焊具检验原则.............................................................................................................................56焊具存储、包装及运输...............................................................................................................66.1包装规范.....................................................................................................................................66.2运输规范.....................................................................................................................................66.3焊具的存储.................................................................................................................................67焊具使用方法...............................................................................................................................6附录A（资料性）..............................................................................................................................7附录B（资料性）..............................................................................................................................8附录C（资料性）..............................................................................................................................9T/CWAN0022—2021

摩擦焊接技术及其工程应用

摘要：摩擦焊是一种先进的固相连接技术，具有能量利用率高、能耗低、污染和噪声小的特点，符合未来工业技术的发展趋势。摩擦焊接技术以其绿色环保、能耗低等优点和独有的技术优势，已经开始从航空航天制造开始向民用拓展且发展迅速，应用前景将会非常广阔。

关键词：摩擦焊接；工程应用；讨论

摩擦焊接技术是一种新型的固相材料连接技术，由英国焊接研究所（TWI）研发，已广泛应用于工业的各个领域，随着对焊接工艺、焊接材料、搅拌头结构等研究的不断深入，搅拌摩擦焊接技术以其绿色环保、能耗低等优点和独有的技术优势迅速得到社会的认可和技术推广，逐渐成为当下焊接领域内最热门的固相连接技术方法之一。

一、旋转摩擦焊

旋转摩擦焊是迄今为止最常见的一种摩擦焊，在机器工业中占有很大的比例，可以焊接直径从1—200mm的固体圆柱棒。旋转摩擦焊有三种类型：连续驱动焊、惯性摩擦焊以及两种方式的组合。一端高速旋转，同时在两端施加轴向力，摩擦加热到预定温度后，停止马达运转并施加一个更大的轴向力进行顶锻。在惯性摩擦焊中，将其中的一个工件连接到飞轮上，当达到适当的速度后，停止飞轮的运转，同时另一工件施加轴向力进行顶锻。工件接触点的摩擦，既是热源，又是制动方式。两种旋转摩擦焊最本质的区别是：连续驱动摩擦焊是由一个连续的轴向速度驱动，而惯性摩擦焊预先估计所需的能量，让飞轮达到一个较高的速度，将能量保存在飞轮上，然后逐渐减小到零，将这些能量在接触面上转化为热量。旋转摩擦焊适用于各种异型金属组合的焊接。不同结构以及具有不同热和力学性质的异种金属也可以焊接。鉴于焊接周期短，容易获得实时监测参数等优点，汽车工业对此特别青睐，并已安装了大批旋转摩擦焊接机用于生产至少有一个部件具有对称性的零件，比如传动链条部分中的传动轴、齿轮、发动机排气阀门、变速箱等同轴性有较高要求的部件，铝合金轮辋也通过这种焊接方式批量生产。

二、径向摩擦焊

搅拌摩擦焊接过程闭环控制方法研究

0 前言

近年来，航天发射密度的逐渐增加，对航天制造的质量和效率提出了更高的要求，而制造过程的自动化是高质量、高效率、高效益地完成发射任务的重要途径。搅拌摩擦焊作为运载火箭贮箱制造的重要技术，提高其自动化水平有助于提升产品质量的可靠性和稳定性，提高生产效率并降低工人劳动强度。

当然，一个省份篮球事业的发展，不单靠一个俱乐部就能完成。广东是全国唯一一个拥有三支CBA球队、一支WCBA球队的省份。宏远队拿过8个CBA总冠军，而在去年举行的天津全运会上，广东篮球在男女成年组、青年组以及三人篮球项目中一共斩获三金、一银和一铜。

现有工艺中，贮箱的搅拌摩擦焊接过程还未实现完全自动化，其关键在于焊接过程的压入量无法自动调节，需要操作人员根据经验判断，并在焊接过程中实时调节，焊缝质量很大程度上依赖于操作人员的经验。基于此，采用压力控制方式替代下压量控制，通过外部传感器获得反馈信号替代人工实时干预，其控制方法如图1所示。控制过程主要包括[1]：传感器将检测到的焊接压力值F反馈给数控系统，与设定压力值Fs比较，并将结果反馈给数控系统；数控系统根据反馈结果驱动运动轴运动，调节下压量以保证压力恒定。

1901年后推行“新政”需要相应的新式人才，张之洞、刘坤一呼吁变革：“今国蹙患深，才乏文敝，若非改弦易辙，何以拯此艰危”。[8]1901年9月，清廷颁旨：

图1 搅拌摩擦焊接压力反馈控制方法

上述反馈信号一般通过压力传感器测得，压力传感器可安装在工作台[2]或Z轴丝杠上。为简化传感器安装难度，提高测量精度，现有技术开发的智能刀柄[3]将传感元件与刀柄结合，基于无线信号传输装置，实时采集焊接过程中的压力、转矩等参数，并反馈给控制系统进行压力控制。同时，基于智能刀柄反馈的压力信号，通过调节焊接速度也可实现稳定焊接过程的闭环控制[4]。但是，上述研究均需通过外部传感器得到反馈信号，需改造现有设备并进行数控系统集成，成本高、周期长。为此，蔡智亮等人[5]将Z轴伺服电机转矩作为反馈信号，通过控制Z轴转矩来调节下压量，可在未采用任何外部传感器的条件下实现焊接过程的闭环控制。因此，采用焊接设备自身伺服驱动参数作为反馈信号，可降低硬件的成本投入。但是，哪些驱动参数可替代焊接压力作为闭环控制的反馈信号，现有文献并未开展研究。

综述航天期造技术

搅拌摩擦点焊技术简介

赵衍华张丽娜刘景铎杜岩锋王国庆（首都航天机械公司，北京１０００７６）

摘要搅拌摩擦点焊（ＦＳＳＷ）是在搅拌摩擦焊的基础上开发的一种新型固相修补焊接

技术，具有接头质量高、缺陷少、变形小等优点。详细阐述了搅拌摩擦点焊焊接原理和技

术特点，介绍了国内外研究现状及其在汽车等制造业中的应用，指出搅拌摩擦点焊在运载工具铝合金结构件制造过程中具有重要意义，是未来铝合金连接技术的发展方向之一。

关键词搅拌摩擦点焊原理铝合金结构件

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆＦｒｉｃｔｉｏｎＳｔｉｒＳｐｏｔＷｅｌｄｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ

ＺｈａｏＹａｎｈｕａＺｈａｎｇＬｉｎａＬｉｕＪｉｎｇｄｕｏＤｕＹａｎｆｅｎｇＷａｎｇＧｕｏｑｉｎｇ

（ＣａｐｉｔａｌＡｅｒｏｓｐａｃｅＭａｃｈｉｎｅｒｙＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００７６）

ＡｂｓｔｒａｃｔＦｒｉｃｔｉｏｎｓｔｉｒｓｐｏｔｗｅｌｄｉｎｇ（ＦＳＳＷ）ｉｓａｎｅｗｓｏｌｉｄｓｔａｔｅｊｏｉｎｉｎｇｍｅｔｈｏｄ，ｗｈｉｃｈｉｓａｖａｒｉａｎｔｏｆｆｒｉｃｔｉｏｎｓｔｉｒ

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