10mm搅拌头.dwg
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20mm搅拌头.dwg
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30206轴承透盖.dwg
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6205轴承闷盖.dwg
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8-9搅拌摩擦焊焊接工装设计论文.doc
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工作台前右盖板.dwg
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搅拌系统大V带轮.dwg
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液压缸推杆连接器.dwg
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中间区域为晶粒非常细小的焊核区域，其中椭圆形的“洋葱”环状组织结构是焊接接头良好的标志在焊核区的外围存在个热机影响区，此部分晶粒组织发生了明显的塑性变形和部分重结晶。
对于不可热处理强化的铝合金，采用搅拌摩擦焊可以得到没有空洞和裂纹的优良焊接接头，接头的拉伸强度般大于或优于母材，并且断裂般出现在热影响区和远离焊缝接头的母材上对于可热处理强化的铝合金，搅拌摩擦焊接头的力学性能优于弧焊接头。
另外，通过控制搅拌摩擦焊过程中焊缝区域的热输入，特别是控制搅拌摩擦焊接头中硬度和强度最低的热影响区的回火和过时效影响，可以有效地提高焊接接头的力学性能指标。
与熔焊方法相比较，铝合金材料的搅拌摩擦焊接头的疲劳性能具有明显的优势，这是因为搅拌摩擦焊得到的是精细的再结晶组织。
另外，由于焊接过程材料没有熔化，焊缝组织中不会有熔焊工艺经常出现的凝固偏折裂纹气孔和夹杂等缺陷。
．搅拌摩擦焊的技术优势搅拌摩擦焊除了具有普通摩擦焊技术的优点外，还可以进行多种接头形式和不同焊接位置的连接。
如图所示。
图几种搅拌摩擦焊的接头形式采用搅拌摩擦焊技术不仅能焊接几乎所有熔焊能够焊接的金属，而且能焊接许多熔化焊接性能差的金属，例如铝合金钛合金铜合金等。
就铝合金而言，铝合金在高温熔化时易吸附氢导致凝固后产生气孔，容易产生热裂纹和变形，因此焊接缺陷率高，并且随着铝合金中合金元素含量的增加，这些焊接缺陷率会大大增加。
若是采用搅拌摩擦焊，则因为焊接过程中无金属熔化而克服了上述缺点，因此搅拌摩擦焊可以使不适宜于熔焊的金属得到可靠的连接。
此外，搅拌摩擦焊不仅能用于同质合金间的连接，而且还适用于异质合金间的连接。
图搅拌摩擦焊焊缝分区示意图采用搅拌摩擦焊取代传统的熔焊，还能改善焊缝组织和大大提高焊接接头的力学性能，并且排除了熔焊缺陷产生的可能性。
搅拌摩擦焊焊缝组织分区示意如图所示，焊缝组织可分为四个区域区为母材区，简称区为热影响区，简称，该区域的材料因受热循环的影响，微观组织和力学性能均发生了变化，但没有发生塑性变形区为热变形影响区，简称，该区域材料已经产生了剧烈的塑性变形。
就铝合金而言，再结晶区域和之间通常有明显的界限，但在其它没有热致相变的材料中，如在纯钛钛合金奥氏体不锈钢和铜中，似乎整体已再结晶化，产生了无应变再结晶，这可能使得的边界难以精确划分区为焊核，简称，焊核是最接近轴肩的区域，组织结构通常有较大的变化。
在焊接接头的热影响区中，除了腐蚀反应比母材快些外，其金相组织与母材没有多大区别在焊接接头的热变形影响区，焊接过程引起长晶粒的弯曲和轻微的重结晶焊核由纤细的经动态再结晶的等轴晶构成，其晶粒尺寸比母材的晶粒尺寸小得多。
铝合金的搅拌摩擦焊实验表明，焊缝最薄弱的环节不在焊核区，而是在热影响区。
经过固溶处理和人工时效处理的系列系列铝合金的搅拌摩擦焊焊缝，经过时效处理后，其强度接近于基体材料的强度。
．搅拌摩擦焊的搅拌，摩擦，磨擦，焊接工，装设，毕业设计，全套，图纸搅拌摩擦焊技术是年代发展起来的自发明到工业应用时间跨度最短和发展最快的项新型固相连接新技术，公认为是最有前途和最适合航空材料以及结构件制造的工艺方法之。
由于搅拌摩擦焊焊缝组织均匀接头力学性能优异，生产过程中安全无飞溅无烟尘烟气无辐射，污染小成本低等技术优势，因而在许多工业领域获得了广泛应用。
在航天工业中，搅拌摩擦焊工艺在飞行器铝合金结构制造中的推广应用，在国外已显示出强劲的技术创新活力，给传统制造工艺带来了革命性的改造。
随着人们对搅拌摩擦焊技术认识的提高，预计在不远的将来，铝合金镁合金锌合金钛合金等轻金属材料的连接将主要由搅拌摩擦焊来完成，尤其在运载火箭高速铝合金列车铝合金高速快艇全铝合金汽车等项目中搅拌摩擦焊技术将会占主导地位。
本文设计出的搅拌摩擦焊焊机，总功率约千瓦，适合于普通厚度的铝及其合金的工艺试验试件的焊接，搅拌摩擦头转速约，焊接速度，最大加工焊缝厚度，焊缝长度。
文中介绍了搅拌摩擦焊焊接技术的基本原理和特点，概要地介绍了搅拌摩擦焊的技术优势研究现状工业应用和发展前景。
针对工艺试验试件搅拌摩擦焊机，主要设计计算和校核了设备各主要部分，均能够满足试验用焊机的要求。
该设备结构紧凑，简单，操作方便，与市场价格相比，成本很低。
关键词搅拌摩擦焊固相焊接铝合金焊接应用前景焊机设计绪论搅拌摩擦焊是由英国焊接研究所，简称于年提出的种固态连接方法，并于年和年在世界范围内的发达和发展中国家申请了知识产权保护。
此技术原理简单，且控制参数少易于实现自动化，可将焊接过程中的人为因素降到最低。
搅拌摩擦焊技术与传统的熔焊相比，拥有很多优点，因而使得它具有广泛的工业应用前景和发展潜力。
有关搅拌摩擦焊接头的组织力学性能包括断裂疲劳腐蚀性能无损检测以及工艺参数对焊缝质量的影响等的研究是推广应用搅拌摩擦焊的基础，有关这些方面的研究是这个领域的研究热点。
搅拌摩擦焊技术是年代发展起来的自发明到工业应用时间跨度最短和发展最快的项神奇的固相连接新技术。
截止年月日，世界范围内得到英国焊接研究所搅拌摩擦焊专利技术许可的用户己经有家，与搅拌摩擦焊技术相关的专利技术有项。
著名的等公司购买了此项技术，并已大量的在航天航空车辆造船等行业得到成功地应用。
．搅拌摩擦焊简介搅拌摩擦焊原理及工艺图搅拌摩擦焊原理图搅拌摩擦焊的焊接原理如图所示。
置于垫板上的对接工件通过夹具夹紧，以防止对接接头在焊接过程中松开。
个带有特型搅拌指头的搅拌头旋转并缓慢的将搅拌指头插入两块对接板材之间的焊缝处。
般来讲，搅拌指头的长度接近焊缝的深度。
当旋转的搅拌指头接触工件表面时，与工件表面的快速摩擦产生的摩擦热使接触点材料的温度升高，强度降低。
搅拌指头在外力作用下不断顶锻和挤压接缝两边的材料，直至轴肩紧密接触工件表面为止。
这时，由旋转轴肩和搅拌指头产生的摩擦热在轴肩下面和搅拌指头周围形成大量的塑化层。
当工件相对搅拌指头移动或搅拌指头相对工件移号为带根数﹥具体尺寸见零件图。
表平键轴键公称尺寸轴毂.键长系列，小带轮设计。
图带轮的结构及尺寸小带轮结构按照图再结合表进行设计。
用搅拌轴轴肩作轴向固定，的键作周向固定。
查表得，键的.，.，取。
具体尺寸见零件图。
搅拌轴的设计．选择轴的材料。
搅拌摩擦焊机的功率.不大，又无特殊要求，故选用常用的号钢并作正火处理。
由表查得。
表轴的常用材料及其主要机械性能材料牌号热处理毛坯直径硬度强度极限屈服极限弯曲疲劳极限剪切疲劳极限备注正火调质应用最为广泛．按转矩估算轴的最小直径。
对于般的传动轴，可按下式计算轴的最直径查表得，由式得计算所得是最小处的轴径，取，前端留出作为带轮的轴向固定。
表按转矩计算轴用的和值轴的材料．轴的结构设计。
图，大带轮外端用螺母固定，选用螺母，并加弹簧垫片此段用于装小带轮，为了轴向定位，故长度比小带轮的宽度减少了此处开键槽以作小带轮的周向定位，查表得，选取键的尺寸为，.，.表圆锥滚子轴承轴承代号尺寸极限转速脂润滑油润滑，用于安装轴承，查表得轴承宽度为，用于安装轴承，用于安装搅拌头夹具轴的总长为轴承用号二硫化钼锂基脂进行润滑，由表查得，符合转速的要求。
．轴上受力分析。
带对轴的作用力为，搅拌摩擦头对轴的作用力为，轴向力，则水平面解得垂直面解得焊的工业应用基于搅拌摩擦焊接这种固相连接技术的明显优越性，例如可焊金属范围广优良的接头力学性能，不需要填充焊接材料，没有焊接烟尘和飞溅，很少的焊前准备和焊接变形等，在世界范围内的国际合作中开展了大量的研究和开发工作。
特别是搅拌摩擦焊可以焊接各种铝合金材料，甚至以前所谓的不可焊铝合金材料都能焊接，如应用于航空航天领域的系列系列系列系列系列高强铝合金也可以利用这种先进的焊接方法得到高质量的连接。
目前，除了在飞机制造领域内，搅拌摩擦焊技术已由试验研究工程开发转入大规模的工业化应用阶段，迄今，已经在船舶高速列车等制造领域得到了非常成功的应用，在宇航领域，也成功应用到运载火箭航天飞机的低温燃料筒军用和科学研究火箭和导弹以及熔焊接构件的修理等，如图所示。
图飞机方向舵液控件的修理图搅拌摩擦焊铝合金炮弹图搅拌摩擦焊焊接火箭燃料贮箱船舶制造和海洋工业是搅拌摩擦焊首先得到商业应用的两个工业领域，主要应用甲板侧板防水壁板和地板外壳和主体结构件直升机降落平台水上观测站帆船的桅杆及结构件等，如图所示。
图船用搅拌摩擦焊铝合金型材甲板对于陆路交通工业，搅拌摩擦焊在列车制造领域的应用主要为高速列车轨道货车地铁车厢和有轨电车集装箱体等搅拌摩擦焊在汽车上的应用主要为底盘车身支架卡车车体汽车起重器装甲车的防护甲板等，如图所示。
图列车用搅拌摩擦焊铝合金型材搅拌摩擦焊在民用建筑工业的应用主要为铝合金桥梁装饰板门窗框架管线热交换器等。
电子工业对搅拌摩擦焊的兴趣也在增加，其应用主要表现为发动机壳体电器连接件电器封装等，如图所示。
图制造的铝合金散热器图输变电搅拌摩擦焊热沉器在其它工业领域，搅拌摩擦焊也有较多应用，例如冰箱冷却板厨房电器和设备“白色”家用物品和工具天然器液化气储箱和容器家庭装饰等。
随着人们对搅拌摩擦焊技术认识的提高，预计在不远的将来，铝合金镁合金锌合金钛合金等轻金属材料的连接将主要由搅拌摩擦焊来完成，尤其在运载火箭高速铝合金列车铝合金高速快艇全铝合金汽车等项目中搅拌摩擦焊技术将会占主导地位。
．搅拌摩擦焊的发展前景由于搅拌摩擦焊焊缝组织好接头力学性能优异，因而在许多工业领域获得了广泛应用。
在航天工业中，搅拌摩擦焊工艺在飞行器铝合金结构制造中的推广应用，在国外已显示出强劲的技术创新活力，给传统制造工艺带来了革命性的改造。
年美国波音公司的空间和防御实验室引进了搅拌摩擦焊技术，用于焊接些火箭部件麦道公司也把这种技术用于制造运载火箭的推进剂贮箱及格•马公司正在评估该工艺用于连接合金的可行性。
在造船和车辆工业，欧洲已有数家公司将该技术用于生产大型预制铝板。
在设备开发和制造方面，挪威已建立了世界上第个搅拌摩擦焊商业设备，可焊接厚尺寸的船板公司正在制造可供商业应用的搅拌摩擦焊机，计划安装在，用来焊接尺寸为的工件，预计可焊接的工件厚度为.。
从上述工业应用和设备开发实例可以看出，搅拌摩擦焊已经在航空船舶高速列车汽车等制造领域的轻结构制造中显示出强劲的创新活力和广阔的应用前景，并得到了广泛应用。
年英国焊接研究所在中国申请了有关搅拌摩擦焊和搅拌头专利保护专利号.，并且在年得到了中国知识产权局的批准批准号在年月日，北京航空制造工程研究所和英国焊接研究所在北京正式签署搅拌摩擦焊专利许可和技术合作协议，并且在双方合作成立了中国搅拌摩擦焊中心的基础上，注册成立了中国首家专业化的搅拌摩擦焊技术公司北京赛福斯特技术有限公司。
北京赛福斯特技术有限公司负责中国搅拌摩擦焊中心在中国地区包括香港澳门研究现状搅拌摩擦焊工艺最初主要用于解决铝合金等低熔点材料的焊接，关于搅拌摩擦焊工艺的特点和应用等，进行了较多的研究，并于年年申请了专利。
目前，主要是与航空航天海洋道路交通铝材厂焊接设备制造厂等大公司联合，以团体赞助或合作的形式开发这种技术，扩大其应用范围。
他们正在进行的由工业企业赞助的研究项目包括钢的搅拌摩擦焊汽车轻型构件的搅拌摩擦焊等。
美国的爱迪生焊接研究所，简称与密切协作，也在进行工艺的研究。
美国的美国洛克希德•马丁航空航天公司马歇尔航天飞行中心美国海军研究所大学德克萨斯大学阿肯色斯大学南卡罗里纳大学德国的
（全套CAD）搅拌摩擦焊焊接工装设计（终稿）
