本教材對攪拌摩擦焊的設(shè)備、技術(shù)、工藝、檢測、缺陷修復等方面進行了系統(tǒng)的介紹。本教材共分九章,主要內(nèi)容包括攪拌摩擦焊概述、攪拌摩擦焊設(shè)備、攪拌摩擦焊工藝、鋁合金攪拌摩擦焊焊接接頭組織與性能、攪拌摩擦焊缺陷定義及分類、攪拌摩擦焊檢測技術(shù)、攪拌摩擦焊接頭缺陷修復工藝技術(shù)、攪拌摩擦焊工藝評定及標準以及攪拌摩擦焊技術(shù)的發(fā)展,教材中還配有不少應(yīng)用實例,來進一步介紹攪拌摩擦焊技術(shù)的適應(yīng)性,給初學者以深入淺出的引導。
攪拌摩擦焊技術(shù)發(fā)明至今,經(jīng)過國內(nèi)外學者專家的試驗研究,企業(yè)機構(gòu)的應(yīng)用推廣,使其成為有色輕金屬結(jié)構(gòu)制造中有效替代熔焊技術(shù)的實現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用的新型連接技術(shù),并且正在不斷提升技術(shù)和經(jīng)濟效益。攪拌摩擦焊技術(shù)在提高接頭和結(jié)構(gòu)的連接質(zhì)量、降低焊接變形、實現(xiàn)綠色制造等方面正在凸現(xiàn)出越來越明顯的優(yōu)勢。目前,與攪拌摩擦焊技術(shù)相適應(yīng)的新裝備和新工具的發(fā)展也非常快,各種類別的新型攪拌摩擦焊設(shè)備、裝置及三維攪拌摩擦焊機等相繼問世,攪拌摩擦焊在攻克高熔點金屬(普通碳鋼、不銹鋼、鈦合金、高溫合金等)材料連接中的難題方面也取得不少成果。同時,一些發(fā)達和發(fā)展中國家正在尋求攪拌工具的型體設(shè)計優(yōu)化與材料萃取,焊接過程的多方位、多工況、多參數(shù)監(jiān)控及焊接質(zhì)量實時在線檢測和控制,攪拌摩擦焊技術(shù)工藝及檢測標準也正日益完善。
攪拌摩擦焊技術(shù)的發(fā)展及生產(chǎn)應(yīng)用方興未艾。要將攪拌摩擦焊技術(shù)更多更快地轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力,必須培訓出適應(yīng)企業(yè)需求的人才。目前攪拌摩擦焊的論文不少,但攪拌摩擦焊的教材卻罕見。攪拌摩擦焊技術(shù)是當今焊接技術(shù)的革命性創(chuàng)新,它的低能耗、無污染、高性能凸顯其優(yōu)越性,而易實現(xiàn)智能化制造更提高了該技術(shù)的應(yīng)用前景。為了適應(yīng)《中國制造2025》的要求,也為了焊接這一門傳統(tǒng)專業(yè)的持續(xù)發(fā)展,更為了焊工技能的世紀傳承,我們要盡快把攪拌摩擦焊技術(shù)推廣應(yīng)用到各行各業(yè)中去?梢灶A(yù)期:在人們愈來愈重視環(huán)境保護和能源節(jié)約的現(xiàn)在,攪拌摩擦焊技術(shù)應(yīng)用很快就會有一個“井噴” 的過程出現(xiàn),而操作人才的需求會成為瓶頸。
基于此,湖南省焊接協(xié)會聯(lián)合南昌航空大學、湖南九方焊接技術(shù)有限公司、中車株洲電力機車有限公司、湘潭大學、湖南工業(yè)技師學院、張家界航空職業(yè)技術(shù)學院、湖南機電職業(yè)技術(shù)學院,組織開展攪拌摩擦焊教材編寫工作,組成了以協(xié)會會長馬克湘教授為主任委員的編輯委員會,推薦陳玉華教授、胡煌輝研究員、黃春平副教授擔任主編,約請柯黎明教授、洪波教授擔任主審。全體編著人員在大量收集整理相關(guān)資料的前提下,更多的是將自己多年工作成果和實踐經(jīng)驗融入本教材,使得本書既體現(xiàn)了攪拌摩擦焊發(fā)明以來的主要發(fā)展成果又匯集了很多實例。
本書共9章,分別由陳玉華、胡煌輝、黃春平、李志明、文灝、屈利君、錢錦文、張瞡瑜、胡豐、黎浩然、易忠奇、陳志強編寫。本書是一本針對職業(yè)院校機電一體化專業(yè)的實用教材,也供從事攪拌摩擦焊工作的相關(guān)人員參考。好的技術(shù)需要大家的推廣,用好技術(shù)才能跟上時代的步伐。感謝眾多的攪拌摩擦焊研究者、學者、專家的辛勞付出給這本書提供了很多素材,感謝機械工業(yè)出版社對本書出版的支持,感謝為本書的編輯、出版提供幫助的企業(yè)和學校。
鑒于攪拌摩擦焊技術(shù)本身的特點和其仍處于發(fā)展的階段,還有很多技術(shù)需要大家進一步探索和驗證,本書難免存在不足之處,懇請讀者指正。
湖南省焊接協(xié)會
序
前言
第1章 攪拌摩擦焊概述1
。.1 攪拌摩擦焊的原理1
1.2 攪拌摩擦焊的特點2
。.3 攪拌摩擦焊焊接結(jié)構(gòu)的接頭形式2
1.4 攪拌摩擦焊技術(shù)應(yīng)用3
。.4.1 攪拌摩擦焊技術(shù)在航空航天制造業(yè)的應(yīng)用4
。.4.2 攪拌摩擦焊技術(shù)在船舶制造業(yè)的應(yīng)用6
。.4.3 攪拌摩擦焊技術(shù)在軌道交通制造業(yè)中的應(yīng)用7
。.4.4 攪拌摩擦焊技術(shù)在其他制造業(yè)上的應(yīng)用9
。.5 攪拌摩擦焊技術(shù)的基本術(shù)語10
本章知識點和技能點11
第2章 攪拌摩擦焊設(shè)備12
。.1 攪拌摩擦焊設(shè)備的分類12
。.1.1 按焊縫空間分布的分類12
。.1.2 按設(shè)備結(jié)構(gòu)形式的分類14
。.2 典型攪拌摩擦焊設(shè)備17
2.2.1。牛樱粒拢樱酰穑澹颍樱簦椋颍裕蛿嚢枘Σ梁冈O(shè)備17
2.2.2。疲祝玻矓嚢枘Σ梁冈O(shè)備17
2.2.3。郑粒遥桑粒亍L系列攪拌摩擦焊設(shè)備17
。.2.4 國產(chǎn)攪拌摩擦焊設(shè)備18
。.3 攪拌摩擦焊設(shè)備的結(jié)構(gòu)18
2.3.1 攪拌摩擦焊設(shè)備的主機19
。.3.2 攪拌摩擦焊設(shè)備的焊接工裝22
2.4 攪拌頭的特點與功能25
2.5 攪拌頭的構(gòu)成與作用25
。.6 攪拌頭材料的選擇26
。.6.1 攪拌頭材料的選擇依據(jù)26
。.6.2 常用攪拌頭材料的性能27
2.7 攪拌頭的設(shè)計30
。.7.1 攪拌頭的設(shè)計原則30
。.7.2 不斷發(fā)展的攪拌頭形狀32
。.8 工程常用的攪拌頭35
。.9 攪拌頭的開發(fā)改進思路36
。.10 攪拌摩擦焊設(shè)備基本操作與數(shù)控編程37
2.10.1 攪拌摩擦焊設(shè)備基本操作37
。.10.2 數(shù)控編程39
本章知識點和技能點41
第3章 攪拌摩擦焊焊接工藝42
。.1 攪拌摩擦焊焊接參數(shù)42
3.1.1 焊接速度42
。.1.2 攪拌頭轉(zhuǎn)速43
。.1.3 攪拌頭傾角43
3.1.4 軸肩壓力43
。.1.5 接頭表面狀態(tài)44
3.1.6 攪拌頭對中偏移量44
。.1.7 焊接裝配45
。.2 攪拌摩擦焊典型焊接參數(shù)46
本章知識點和技能點48
第4章 鋁合金攪拌摩擦焊焊接接頭組織與性能49
。.1 攪拌摩擦焊焊接接頭組織49
。.1.1 焊縫外觀形貌49
。.1.2 攪拌摩擦焊焊接接頭宏觀組織50
。.1.3 攪拌摩擦焊焊接接頭微觀組織50
。.2 鋁合金攪拌摩擦焊焊接接頭力學性能55
。.2.1 鋁合金攪拌摩擦焊焊接接頭性能優(yōu)勢55
4.2.2 攪拌摩擦焊焊接接頭力學性能56
。.2.3 攪拌摩擦焊焊接接頭力學性能的各層異性現(xiàn)象58
。.3 接頭顯微硬度58
。.3.1 典型鋁合金攪拌摩擦焊焊接接頭顯微硬度58
。.3.2 焊接參數(shù)對接頭顯微硬度的影響59
。.3.3 攪拌摩擦焊焊接接頭顯微硬度的各層異性59
。.4 接頭斷口分析60
4.5 案例分析62
。.5.1。担埃福充X合金攪拌摩擦焊接頭微觀組織62
。.5.2 斷口形貌62
本章知識點和技能點64
第5章 攪拌摩擦焊缺陷65
。.1 表面缺陷65
。.1.1 飛邊65
5.1.2 匙孔66
。.1.3 表面下凹66
。.1.4 毛刺67
。.1.5 起皮68
。.1.6 背部粘連68
。.1.7 表面犁溝69
。.2 內(nèi)部缺陷70
。.2.1 未焊透70
。.2.2 弱結(jié)合71
5.2.3 孔洞型缺陷72
。.2.4 結(jié)合面氧化物殘留74
本章知識點和技能點75
第6章 攪拌摩擦焊檢測技術(shù)76
6.1 破壞性檢驗76
。.2 超聲波檢測76
6.2.1 超聲波檢測的原理及特點76
。.2.2 常規(guī)超聲波檢測77
6.3 相控陣超聲波檢測79
。.3.1 相控陣超聲波檢測的基本原理80
。.3.2 相控陣超聲波聲束掃描模式81
。.3.3 相控陣超聲波檢測特點81
。.3.4 相控陣超聲波檢測設(shè)備82
。.4 X射線檢測83
。.4.1 X射線檢測的原理83
。.4.2。厣渚檢測的特點84
6.4.3。厣渚檢測的應(yīng)用85
。.5 滲透檢測86
。.5.1 滲透檢測的原理86
。.5.2 滲透檢測的分類87
。.5.3 滲透檢測的特點88
。.5.4 滲透檢測的應(yīng)用88
本章知識點和技能點89
第7章 攪拌摩擦焊接頭缺陷修復工藝技術(shù)90
。.1 攪拌摩擦焊接頭中常見缺陷的修復方法90
。.2 匙孔處理工藝技術(shù)90
。.3 飛邊處理工藝91
。.4 補焊工藝91
。.5 摩擦塞焊工藝92
7.5.1 摩擦塞焊原理92
。.5.2 摩擦塞焊分類93
7.5.3 摩擦塞焊工藝93
。.6 孔洞型缺陷處理工藝99
本章知識點和技能點99
第8章 攪拌摩擦焊工藝評定