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撹拌摩擦溶接技術
 
2010-08-05 11:26

 撹拌摩擦溶接(FSW)は英国溶接研究所(TWI)が1991年に発明した新型固体連接方法であり、この方法が出てきたから、世界中の広い注目を引いた。今はたくさんの会社がこの技術を実際の工業生産に応用していて、特にアルミニウム合金の溶接に応用している。
 FSWの基本原理と特徴:
 1、撹拌摩擦溶接の溶接工芸と応用研究
 2014(LD10)アルミニウム合金の溶接工芸と技術
 成功裏に8mm厚さの2014-T6アルミ合金の撹拌摩擦溶接を実現した。伝統の溶解溶接(継ぎ目の強さは約母材の50%くらいで)と比べて継ぎ目の強さが大々的に高めて、360MPaに達し、母材の78%である。2014-T6アルミ合金のFSW継ぎ目は他の大部分アルミ合金やマグネシウム合金のFSW継ぎ目と同じく、4つ部分の違っている区域からなる。溶核区と軸肩押し出し区は動態の再結晶を起こして、細い等軸晶組織に形成し;熱機影響区は攪拌針の機械の押し出しと熱循環の両種の作用の下でかなり大きい程度の変形を起こす;熱影響区はただ熱循環の作用を受けて組織が少しの粗化現象がある。
 マグネシウム合金の溶接工芸
 マグネシウム合金は攪拌摩擦溶接の方法を使って溶接できる
 溶接パラメータ(溶接速度、攪拌頭の周り速さ)の調節を通じて、高性能な溶接継ぎ目を得られる。継ぎ目の引っ張り強さは母材の90%以上に達しできる。
 チタン合金の攪拌摩擦溶接
 銅合金の攪拌摩擦溶接
 低炭素鋼の攪拌摩擦溶接
 2、攪拌摩擦溶接の中の攪拌かしらの最適化デザイン
 攪拌かしらの構造設計は攪拌摩擦溶接のかぎとなる技術である。それは直接にウエルドシームの塑性金属の流体の流動を影響し、且つウエルドシームの性能を決定する。目下の研究は各種類の攪拌かしらが溶接継ぎ目のミクロコスミック組織と力学性能に対する影響、及び攪拌かしらがウエルドシーム金属の流体の流動に対する影響面の研究などを含んでいる。
 3、攪拌摩擦溶接の役目の原理に対する研究
 攪拌摩擦溶接の過程中に、ウエルドシームの塑性材料の流動は直接にウエルドシーム組織の形成と関係し、ウエルドシームの性能に対して重要な影響がある。攪拌かした、溶接の速度、回転速度などの溶接パラメータは直接にウエルドシーム金属の塑性流体と関係して、溶核区、熱機影響区、熱影響区の大小と性能を決定する。もし、攪拌摩擦溶接かしらの組織形成原理を掲示したければ、必ず深くウエルドシーム金属の塑性流変を理解しなければいけない。
 FSW過程数値の模擬。Fluentソフトを使って2次元と3次元のFSW過程模擬を建ててFSW過程中のウエルドシーム金属の塑性流動に対して研究する。
 4、攪拌摩擦溶接中のスポッド溶接の研究
 アルミ合金など融解温度の低い材料に対し、攪拌摩擦溶接のスポッド溶接は抵抗電気溶接と比べて99%の省エネであり、低融解温度、低電気抵抗係数の材料に対しスポッド溶接が大切な応用前途がある。
 主に薄肉と中間厚さのマグネ合金、アルミ合金の攪拌摩擦溶接のスポッド溶接工芸、攪拌かしらのデザインなどの研究を行った。
 5攪拌摩擦溶接の鋳掛と加工の研究
 攪拌摩擦溶接技術を使われれば、伝統の溶接方法を使って出た欠陥ウエルドシームを消去できる。実験室ではMIG、TIGを使ってアルミ合金をを溶接し、起こした気孔や割目など欠陥のウエルドシームはMFW技術を用いて研究し、溶接欠陥を消去した。研究の内容は攪拌摩擦の鋳掛工芸、攪拌かしらのデザインなどを含んでいる。

 
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