摘要：随着我国“碳达峰、碳中和”目标的提出和节能减排环保要求的不断提高,轻质材料(如铝/镁/钛合金、复合材料等)和以轻质材料为基础的异质材料(如铝-镁、铝-铜、铝-钛、铝-钢等)轻量化构件在航空航天、轨道交通、汽车和能源电力等领域的应用迅速增长,结构轻量化和结构-功能一体化设计与制造已成为制造业的重要发展方向。焊接是轻质材料构件和异质材料结构-功能一体化构件成形制造的关键技术之一。

摘要：随着搅拌摩擦焊板厚增大,设备承载能力无法满足单侧搅拌摩擦焊的高顶锻力要求,因而难以形成质量良好的焊缝。为了降低设备所受顶锻力,本文提出了一种双机镜像搅拌摩擦焊工艺方法,研究了工艺过程中顶锻力的变化规律和影响因素,并验证了该工艺的可行性和优越性。首先,建立热力耦合的有限元仿真模型,得到顶锻力随板厚的变化规律,同时得到了双机镜像搅拌摩擦焊工艺能够减小顶锻力的结论;之后,建立顶锻力估计模型,并基于数据驱动对模型进行试验修正和验证,实现无传感器的顶锻力监测;最后,在搭建好的试验平台样机上开展了镜像焊接试验、3组工艺参数的多因素试验及单侧搅拌摩擦焊对比试验,得到顶锻力随时间的变化规律和工艺参数的影响,验证了双机镜像搅拌摩擦焊工艺可以减小搅拌头所受顶锻力、降低设备承载能力需求的作用。

摘要：从搅拌摩擦焊接过程参数测控角度出发,综述了焊接区域温度、轴向力等主要过程参数的检测方法、各参数的影响因素分析;重点回顾了搅拌摩擦焊接过程参数的控制研究,主要内容为焊接区域温度的控制、轴向力控制、扭矩控制、压入深度控制、焊缝自动跟踪,当前主要采用PID控制器;由于过程模型的建立较为困难,自适应控制是较为理想的方法,控制律和稳定设计是关键环节。进一步加强焊接机理研究,建立更为完善的过程控制模型,才能进一步实现搅拌摩擦焊接过程的高度自动化、智能化。

摘要：利用搅拌摩擦焊接方法对2A12铝合金板材进行了焊接试验,探讨了搅拌头的设计参数、焊接过程的工艺参数等对2A12铝合金板材焊接接头组织的影响。经过试验得知,在焊接时,搅拌头转速可为750r/min～1180r/min,走动速度为23.5mm/min～30mm/min,皆可获得接头性能尚可的焊接接头。同时发现焊接区的硬度约为母材硬度的70%。搅拌头长度略小于焊接板材厚度时仍可能使板材焊透。采用带有螺纹的搅拌头进行焊接对焊缝孔洞的形成有一定影响。

摘要：以7075铝合金为研究对象,采用自设计的2.5°内凹轴肩三斜面圆锥搅拌头进行搅拌摩擦焊接试验,研究了下压量,搅拌头旋转速度,焊接速度等不同焊接工艺参数对接头质量的影响。通过分析焊接参数、摩擦产热以及材料塑性流动之间的相互影响,揭示缺陷的形成机理及其对焊接接头性能的影响,并提出了相关的预防与工艺优化方案,以降低7075铝合金搅拌摩擦焊接缺陷的形成机率。

摘要：为了优化镁合金搅拌摩擦焊接工艺参数,对5 mm厚镁合金AZ31B板材的搅拌摩擦焊接技术进行了试验研究,利用SN比实验设计,对镁合金AZ31B搅拌摩擦焊接工艺参数进行了方差分析,优化了搅拌头的材料、结构,最终确定搅拌头的材料为W6Mo5Cr4V2,结构为凹面圆台形.轴肩尺寸为12 mm.探针的根部直径为5.5 mm,端部直径为2.5 mm,长度为4.7 mm.获得镁合金AZ31B搅拌摩擦焊的工艺参数显著性顺序为旋转速度、横向速度和压力;确定了镁合金AZ31B搅拌摩擦焊的最优工艺参数为1500 r/min、47.5 mm/min、3kN.

摘要：对2524-T3铝合金蒙皮连接结构的搅拌摩擦焊接及铆接疲劳性能进行了研究,通过统计分析得到了两种连接类型的细节疲劳额定值,结果表明2524-T3铝合金搅拌摩擦焊接对接结构的疲劳性能远优于铆接搭接结构的疲劳性能。

摘要：从搅拌头材料选择及结构尺寸设计、微观组织分区及晶粒特征、接头力学性能等方面综述了铜及铜合金的搅拌摩擦焊接研究现状,指出了铜及铜合金搅拌摩擦焊接存在的一些主要问题,并针对性地指明了进一步研究的方向。

摘要：研究2024铝合金搅拌摩擦焊接参数对硬化参数的影响,试验采用Box-Behnken响应曲面设计方案,利用极限拉伸强度和悬臂梁冲击试验进行机械性能测试。借助Minitab 16统计软件,利用最小二乘法生成响应模型,比较硬化模型与焊接参数来确定它们之间的关系,并预测不同焊接参数下2024铝合金的机械性能。经过试验证实,这一模型与实际吻合,有助于预测2024铝合金搅拌摩擦焊接时的行为特征,减少试验成本和时间。

摘要：对2219-T6铝合金进行搅拌摩擦焊接(FSW),并采用三点弯曲试验方法评价接头的弯曲性能和用扫描电镜观察接头的弯曲断口形貌。结果表明:正弯时拉应力作用于FSW焊缝上表面,压应力作用于下表面,表现出较好的塑性变形;背弯时受力相反,下表面中心线出现裂纹并沿焊核区与热机影响区之间的过渡区扩展。无缺陷FSW接头的最大弯曲力Fbb和抗弯强度σbb最大值分别为3.6 k N、503 MPa,以韧性断裂方式为主;而有缺陷FSW接头的Fbb和σbb分别仅为2.5 k N、395 MPa,以准解理断裂方式为主。