搅拌摩擦焊

什么是搅拌摩擦焊?简单解释一下。

在搅拌摩擦焊(FSW)中,金属被搅拌,而不是被熔化。搅拌摩擦焊工艺尤其适用于连接熔化温度较低的有色金属以及复合材料。

定义:什么是搅拌摩擦焊?

搅拌摩擦焊是一种压力焊接工艺。在这种创新的焊接过程中,金属在其接缝处被旋转的焊头搅拌,与电弧和激光束焊接过程相比,并没有被熔化。缝隙被加热,但仍以固体状态连接。因此,搅拌摩擦焊尤其适用于连接铝合金、复合材料和技术意义上的纯金属。

工艺:搅拌摩擦焊是如何工作的?

经典的搅拌摩擦焊工艺可以用四个简单的步骤解释:

步骤一:旋转焊具

1.旋转式焊接工具

耐磨刀具设置在主轴上,并在此过程中旋转。

步骤二:伸入

2. 推入

旋转的工具利用轴向力直接伸入要接合的材料。

步骤三:搅拌摩擦

3. 搅拌摩擦

焊具旋转产生热量,使焊头前面的材料发生塑性变形,在焊具的搅拌和挤压下形成焊缝,无需达到熔点即可实现焊接。

步骤四:移出

4. 移出

焊具移出后焊接完成,在工件之间形成致密的固相焊缝

应用:什么可以被焊接?

FSW适用于连接低熔点的有色金属和合金以及金属基复合材料:

搅拌摩擦焊在加工铝时特别有效

它可以连接被认为是不可焊接或难以焊接的铝合金,如3000、5000和6000系列。它也是焊接复合材料的理想工艺,如铝板或带有压铸铝的挤压型材。与熔焊工艺相比,FSW对材料缺陷的抵抗力更强,如气泡、气孔和热裂。

搅拌摩擦焊应用于多个行业:

  • 汽车工业,特别是电动汽车:用于混合动力车和BEV(纯电池车)的电池托盘的铸造和挤压、热交换器和电力电子装置
  • 电力传输/电力电子
  • 电池制造
  • 铁路车辆制造
  • 航天航空
  • 消费电子

优点:搅拌摩擦焊的优势何在?

卓越的焊接质量。

  • 结实耐用和密封耐压的焊缝
  • 可重复的高质量的焊缝
  • 坚固、有弹性和极强的承重能力
  • 低翘曲度的接缝
  • 没有气孔或热裂,因为材料没有液态或气态相

经济性高

  • 不需要辅助材料,如保护气体、粉末或焊丝,因此减少了操作材料的采购和储存需求
  • 与传统焊接工艺相比,能源消耗低
  • 由于该工艺的高鲁棒性,废品率低
  • 所需的接缝准备和后期处理较少

环境和健康保护

  • 无排放
  • 比普通焊接工艺更安静
  • 没有灰尘、气体、烟雾、辐射的污染
  • 不需要辅助材料,如保护气体、粉末或焊丝
  • 是生产电动车部件(热交换器和电池托盘)的必要步骤

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格林策巴赫开发并提供FSW交钥匙设备--从龙门机器到可以焊接3D几何形状的机器人—想客户所想。除了设备以外,考虑合适的焊具也是关键。根据客户的要求,选择合适的焊具:一体式(传统或分体式工具(DynaSTIR),带有旋转摩擦销和固定肩。

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