搅拌摩擦焊电子应用新的焊接技术——搅拌摩擦焊简介及在新能源汽车领域的应用|上海羊羽卓进出口贸易有限公司

新的焊接技术——搅拌摩擦焊简介及在新能源汽车领域的应用

发展历史

搅拌摩擦焊(FrictionStir Welding简称FSW)技术是英国焊接研究所(The Welding Institute，简称 TWI)于1991年发明的，并于次年在英国申请了发明专利，同时陆续在世界各国申请了专利保护。专利保护公开以来，搅拌摩擦焊技术首先并主要在铝合金、镁合金等轻金属结构领域得到越来越广泛的应用，同时在高熔点材料领域也获得了一定发展。

原理

搅拌摩擦焊是一种固相连接方式。在搅拌摩擦焊过程中，一个柱形带特殊轴肩和针凸的搅拌头旋转着插入被焊工件，搅拌头和被焊材料之间的摩擦产生了摩擦热，使材料热塑化，当搅拌工具沿着待焊界面向前移动时，热塑化的材料由搅拌头的前部向后部转移，并且在搅拌工具的机械锻造的作用下，实现工件间的固相连接。

焊接过程如图所示。在焊接过程中工件要刚性固定在背垫上，焊头边高速旋转，边沿工件的接缝与工件相对移动。焊头的突出段伸进材料内部进行摩擦和搅拌，焊头的肩部与工件表面摩擦生热，并用于防止塑性状态材料的溢出，同时可以起到清除表面氧化膜的作用

搅拌摩擦焊特点

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。同时，由于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；搅拌摩擦焊主要是用在熔化温度较低的有色金属，如Al、cu等合金。

应用领域：

我国于2002年引进搅拌摩擦焊以来，最开始主要用于航空、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更好的技术解决方法，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。

今年来由于新能源汽车的快速发展，汽车底盘、电机壳、电控盒等等对轻量化有了更高的要求，越来越多厂家开始应用搅拌摩擦焊技术去焊接电池托盘、电机壳、电控盒等。目前国内做的比较好的厂家主要有中国航天下属专门研究搅拌摩擦焊设备厂家——航天工程装备（苏州）有限公司等；

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行业资讯丨搅拌摩擦焊的应用

本文转载自美国焊接学会，如需转载请联系出处

搅拌摩擦焊是摩擦焊的一种变体，它通过在焊缝上快速旋转的工具引起的加热和塑性材料位移，在两个（或多个）工件之间产生焊接。据信，加热是由工具和工件之间的摩擦摩擦以及变形材料在高应变速率下的粘塑性耗散引起的。像传统的摩擦焊接工艺一样，搅拌摩擦焊接工艺本质上是固态的。

该工艺自1990年代初以来就存在，并且主要用于铝合金的焊接。这个过程的巨大好处很快就被人们认识到，并激发了可观的研究和开发，在接下来的十年中将该技术扩展到了其他材料。

搅拌摩擦焊主要集中在航空航天和海洋应用中，在汽车，海洋和铁路运输行业中的应用越来越多。一些航空航天和飞机项目包括建造航天飞机的主要燃油箱，三角洲火箭的助推器核心箱，C-17 Globemaster货机的地板以及Eclipse 500商务舱的机身和机翼部分喷射。海上和铁路运输应用包括快渡甲板和地铁和有轨电车部分的焊接。

搅拌摩擦焊的第一个商业应用是连接65.6英尺的铝板，用于在挪威建造快速渡轮。在美国，波音公司是第一个使用摩擦搅拌焊接工艺，开发自己的技术和标准并与政府，大学和行业资源合作以实施Delta系列航空航天运载工具建造的公司。Delta IV或第一阶段运载火箭的助推器核心包括一个44英尺高的液氧罐，28英尺高的燃料罐和216英尺高的级间气瓶，采用摩擦搅拌焊接。