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需求背景

搅拌摩擦焊是一种固焊技术，尤其适用于轻和焊接。与传统熔化焊相比，搅拌摩擦焊在焊接过程中不容易产生氢气孔、夹渣、热裂纹、大变形等缺陷，且可以实现难焊材料的连接。因此搅拌摩擦焊被称为是“继激光焊后又一项革命性的焊接技术”。它的工作原理是：高速旋转的搅拌头将搅拌针插入到待焊工件内，当待焊工件和搅拌头轴肩已经紧密地接触以后，搅拌头沿焊接方向与工件相对移动：搅拌头与工件之间的剧烈摩擦使焊接温度快速升高，焊缝区金属呈现热塑性状态，在搅拌针和轴肩的牵引、搅拌和挤压下形成致密、可靠的焊缝。为保证摩擦搅拌焊接的质量以及焊接过程中工件的稳定性，需要制作专门的夹具对工件进行刚性固定。提供一种搅拌摩擦焊用工装，包括夹具底座，夹具底座上设置有用于安装待焊接工件的工件放置区，夹具底座上位于工件放置区左右侧分别设置有侧向压紧机构，夹具底座上位于工件放置区域前后方分别设置有端部压紧机构；在夹具底座上还设置有多个用于压紧工件的纵向压紧机构。

需解决的主要技术难题

摩擦搅拌焊接的质量以及焊接过程中工件不稳定

期望实现的主要技术目标

1、预压力：预压力的大小对焊接接头起到重要作用。过大的预压力会导致变形过大，而过小则会导致压接牢固不良。通常，预压力的大小应是焊接接头厚度的***~2倍。

2、搅拌头形状和转速：搅拌头形状和转速直接影响到焊接接头的细小高低起伏。一般搅拌头直径应该是焊接接头厚度的1/2~3/4，而转速则要根据不同的焊接材料来选择。

3、焊接速度：焊接速度的快慢会影响焊接区域的温度分布，从而影响到焊接接头质量。与传统气焊相比，搅拌摩擦焊接速度通常较快，从而大大提高了生产效率。

4、钨极压力：在搅拌摩擦焊过程中，钨极压力的大小直接影响到焊接质量。通常，钨极压力的大小应该是焊接接头的***~2倍。

5、焊接时间：焊接时间是影响焊接接头质量和工艺参数选择的一个重要参数。一般来说，焊接时间过长不仅会导致焊接接头表面温度过高，而且会影响焊接材料的PH值。

需求解析

解析单位：浙江省宁波市 解析时间：2023-09-27

干宁

宁波大学

教授

综合评价

该研发当摩擦棒旋转方向为逆时针或顺时针旋转时,均不会有缺陷产生,可得一良好焊接成品。其改变仅在摩擦棒与搅拌头,完全不影响加工机本身,与习用作法藉由特殊专用机方能倾斜加工轴作摩擦搅拌焊,显有不同,该研发更便利於实施。

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