搅拌摩擦焊与变极性等离子焊接技术的优缺点

基础知识 2013-11-27 12:00:42
    搅拌摩擦焊是一种新兴的焊接技术。从原理上讲,她具有弧焊所不具备的很多优势,也是欧洲和美国不少公司正在认真研究中的一种技术。笔者对搅拌摩擦焊这种工艺稍有体会。笔者愿意从两种工艺对中厚大铝合金焊接的角度,提供笔者的一些见解,奉献给大家共同探讨。
  FSW工艺有不少优点:它是一种低能耗的焊接方法焊丝,不用熔化金属,也不需要添加填充金属;可以得到很好的焊缝微观组织,并可减小热影响区;工作环境优异,没有电弧和噪音;可以焊接不能互熔的异种材料;焊后变形到比弧焊更小,接头强度损失小等等。
  但目前的FSW工艺的局限也比较明显:需要有足够的压力和足够刚性的、昂贵的工装系统保证;通常需要更换不同的焊头以针对不同的工件几何尺寸;产生的缺陷不容易被弧焊方式修补;不方便频繁在不同厚度的工件及时更换;需要更多的传感器来获得更稳定的焊接效果;高承载需要通常导致工装系统缺乏柔性等等。
  相对而言,VPPAW的优点是:具有足够的柔性并且焊接过程可以被编程精密控制;焊接质量的可靠性已经被长时间、大量应用证实;焊缝容易被修补,允许向焊缝中加入焊丝;非常方便在不同厚度工件应用中使用;不需要非常刚性的工装;不会减薄焊接区域的截面面积;焊接容易被操作和过程干预。相对缺点是:VPPAW 有一些易损件和材料消耗;有时会产生热辐射和烟雾;需要操作者有一些经验;VPPAW 需要有相应的焊接工艺支持;
  根据笔者的研究和实际应用,搅拌摩擦焊和变极性等离子焊接工艺都依赖于先进的过程控制和传感器信号的实时处理技术。FSW对搅拌头的正压力、焊速、角度、旋转速度、形状、工件或工装的刚性等都要比较严格的要求;变极性等离子焊接工艺对焊接电流、电弧高度、等离子流量、钨极和喷嘴尺寸、钨极内缩量、工件间隙等也会有一些严格的要求。
  在笔者看来,由于变极性等离子焊接工艺已经被成熟地应用了很多年,它的边界条件已经被成熟的界定,因而实际应用的不可预知和不可控制的因素少一些。FSW还是一个在研究的工艺,还需要做大量的工作去发现相关的控制点,使之能被稳定、成熟、大面积地应用。最近,笔者也注意到国内的不少焊接工作者已经在做工作,发表了不少文章。但感觉相对于国外的研究,专注性和深入程度差了些。
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[责任编辑:小陌]