摩擦焊实验装置

㈠ 搅拌摩擦焊的发展历史

搅拌摩擦焊(Friction Stir Welding，简称FSW)是英国焊接研究所(The Welding Institute)于1991年发明的专利焊接技术。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。挪威已建立了世界上第一个搅拌摩擦焊商业设备，可焊接厚3—15mm、尺寸6×16的Al船板；1998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，用于焊接某些火箭部件；麦道公司也把这种技术用于制造Delta运载火箭的推进剂贮箱。下面主要介绍搅拌摩擦焊的方法、过程、特点以及搅拌摩擦焊在中国的发展现状。

㈡ 摩擦焊接技术的特点有哪些什么是摩擦焊

摩擦焊接技术的特点
⑴固态焊接
摩擦焊接过程中，被焊材料通常不熔化，仍处于固相状态，焊合区金属为锻造组织(图5-4)。与熔化焊接相比，在焊接接头的形成机制和性能方面，存在着显著区别。首先，摩擦焊接头不产生与熔化和凝固冶金有关的一些焊接缺陷和焊接脆化现象，如粗大的柱状晶、偏析、夹杂、裂纹和气孔等；其次，轴向压力和扭矩共同作用于摩擦焊接表面及其近区，产生了一些力学冶金效应，如晶粒细化、组织致密、夹杂物弥散分布，以及摩擦焊接表面的“自清理”作用等；再者，摩擦焊接时间短，热影响区窄，热影响区组织无明显粗化。上述三方面均有利于获得与母材等强的焊接接头。这一特点是决定摩擦焊接头具有优异性能的关键因素。
⑵广泛的工艺适应性
上述特点亦决定了摩擦焊接对被焊材料具有广泛的工艺适应性。除传统的金属材料外，还可焊接粉未合金、复合材料、功能材料、难熔材料等新型材料，并且特别适合于异种材料，如铝—铜、铜—钢、高速钢—碳钢、高温合金—碳钢等的焊接，甚至陶瓷—金属、硬质合金—碳钢、钨铜粉末合金—铜等性能差异非常大的异种材料亦可采用摩擦焊接方法连接。因此，为了降低结构成本或充分发挥不同材料各自性能优势而采用异种材料结构时，摩擦焊接是解决连接问题的优选途径之一。对某些新材料，如高性能航空发动机转子部件采用的U700高铝高钛镍基合金和飞机起落架采用的AISI4340(300M)超高强钢等，由于合金元素含量较高，采用熔化焊接可能在焊接或焊后热处理过程中产生裂纹，熔焊焊接性较差，而摩擦焊接已被确认为是焊接这类材料最可靠的焊接方法。
摩擦焊接还具有广泛的结构尺寸和接头形式适应性。现有的摩擦焊机可以焊接截面积为1~161 000 mm2的中碳钢工件。可用于管对管、棒对棒、棒对管、棒(管)对板的焊接，也可将管和棒焊接到底盘及突出部位，在任何位置都可以实现准确定位。
⑶焊接过程可靠性高
摩擦焊接过程完全由焊接设备控制，人为因素影响很小。焊接过程中所需控制的焊接参数较少，只有压力、时间、速度和位移。特别对国外广泛采用的惯性摩擦焊接，当飞轮转速被设定时，实际上只需控制轴向压力一个参数，易于实现焊接过程和焊接参数的自动控制，以及焊接设备的自动化，从而使焊接操作十分简便，焊机运行和焊接质量的可靠性、重现性大大提高。将计算机技术引入到摩擦焊接过程控制中，对焊接参数进行实时检测与闭环控制，可进一步提高摩擦焊接过程的控制精度与可靠性。摩擦压力控制精度可达±0.3MPa，主轴转速控制精度可达±0.1%。
⑷焊件尺寸精度较高
由于摩擦焊接为固态连接，其加热过程具有能量密度高、热输入速度快以及沿整个摩擦焊接表面同步均匀加热等特点，故焊接变形较小。在保证焊接设备具有足够大的刚性、焊件装配定位精确以及严格控制焊接参数的条件下，焊件尺寸精度较高。焊接接头的长度公差和同轴度可控制在±0.25 mm左右。
⑸高效
据美国G.E.公司(即通用电气公司)报道[8]，采用惯性摩擦焊接TF39航空发动机大截面、薄壁(直径为610 mm，壁厚为3.8 mm)压气机盘时，其焊接循环时间仅需3 s左右；美国HUGHES(休斯)公司焊接高强度、大截面石油钻杆(直径127 mm，壁厚为15 mm)的焊接循环时间也只需15 s左右。一般说来，摩擦焊接的生产效率要比其它焊接方法高一倍至一百倍，非常适合于大批量生产。若配备有自动上下料及焊前、焊后辅助工序的机械化装置，生产效率会进一步提高。
⑹低耗
摩擦焊接不需要特殊的焊接电源，所需能量仅为传统焊接工艺的20%左右，亦不需要填加其它消耗材料，如焊条、焊剂、电极、保护气体等，因此是一种节能、低耗的连接工艺。
⑺清洁
摩擦焊接过程中不产生火花、飞溅、烟雾、弧光、高频和有害气体等对环境产生影响的污染源，是一种清洁的生产工艺。
另外，摩擦焊接还具有易于操作、对焊接面要求不高等优点。其局限性是受被焊零件形状的限制，即摩擦副中一般至少要求一个零件是旋转件。目前主要用于圆柱形轴心对称零件的焊接。但近期研究的相位控制摩擦焊接、线性摩擦焊接、搅拌摩擦焊接等成功地解决了轴心不对称且具有相位要求的非圆柱形构件乃至板件对接等焊接问题，进一步扩大了摩擦焊接的应用范围。
总之，摩擦焊接是一种优质、高效、低耗、清洁的先进焊接制造工艺，在高新技术产业和传统产业部门具有巨大的技术潜力和广阔的市场应用前景。通过与计算机、信息处理、软件、自动控制、过程模拟、虚拟制造等高技术的紧密结合，摩擦焊接正在以高新技术面貌展现在人们面前。

㈢ 自制实验装置制取二氧化碳

第一种

工作原理：把酵母菌装在盛有暖糖水的密闭瓶子里，瓶盖上钻一孔连吸气管，酵母菌在瓶内自身繁殖，以糖为动力，产生酒和二氧化碳，二氧化碳的轻微压力使气体通过吸气管到水里，可接不同的扩散器材，酵母菌持续制造二氧化碳直到糖被用尽或酒精浓度太高则死亡。
调制：1/4汤匙酵母菌配两杯糖水，加一点小苏打（为使酵母菌耐受酒精，可不加）装在2L的瓶子里，摇匀，为加快反应速度，可用暖糖水（不要超过40度）。此配制适合10-30加仑的水量，超过30加仑，可配制两瓶或更多。
注意事项：不需再加其它营养物质或在中途拧开瓶盖加糖，因为利用的是发酵原理，如中途拧开瓶盖，酵母菌就得消耗掉氧气才进行无氧呼吸，减慢反应速度，这样的配置已可反应几个星期。
我的配置：此装置不适合冬天最高气温低于十几度又没暖气的地区，温度对酵母菌的繁殖速度影响很大。
费用：酒饼：五个（二块五）
2L可乐瓶：零
2米吸气管：2元
我是用2L可乐瓶装大半瓶的糖水，糖的浓度我大概是每200ml加两汤匙，愿意的话你可弄到饱和，不必拘泥于两杯，水在集气管下方就行，因为是冬天，加了五个酒饼，其实酵母菌可自身繁殖，可只加少量，只是等的时间要长点。
注意密封一定要好，钻孔处用胶粘好，不要用胶布或生料带。
我加了一个小瓶，可看到气泡情况，也可过滤一些杂质（网上有的说会有杂质，有的说不会，可不用），从大瓶出来的集气管放到小瓶的水中，另一条管则在小瓶的水面上穿过瓶盖接到过滤泵的氧气口，一米二的缸只用一瓶是不够的，得加一瓶（等我有空瓶子再说）。
出气量与温度有很大关系，所以夏天的反应速度会比冬天大很多。

第二种

说起来很简单，找个可乐瓶子，在盖子上钻个小孔，再找个潜水泵进气管另一端控制进气大小的小黑嘴儿，把它取下来，从瓶盖的里面把小嘴儿穿过去，再把瓶盖里面和小嘴儿接触部分用电烙铁焊牢焊严密，然后把盖子拧在瓶子上，用手指堵住小嘴儿捏瓶子，在水中检验小嘴儿焊接部分是否漏气，一定要绝对严密。好了，接下来就是往瓶子里面装洗干净的碎鸡蛋壳，多装一些最好，如果一次没那么多不要紧，等以后吃完鸡蛋把壳留好再往里装，哈哈，记住！可别为了要鸡蛋壳，猛吃鸡蛋，吃多了会打鸣儿的！：）鸡蛋壳装好后就往瓶子里面倒醋精（一定要是醋精，而不是白醋，农贸市场有卖的3元一瓶，酸度最好在30g/100ml的），然后把瓶盖拧紧，用软管接在瓶盖的小嘴儿上，另一端接个细砂气头放入草缸水中就行了。记住！千万别摇瓶子，否则反应会太剧烈，就让它慢慢地反应吧。如果气太足可在软管上加个小夹子，控制气流量。就这么简单，这是化学老师给学生做化学实验CO2生成的事例。绝对成功的：）

㈣ 求一篇《高性能搅拌摩擦焊用焊具失效研究》论文，非常感谢！

搅拌摩擦焊(Friction Stir Welding)是一种新型的连续的固相连接技术,其一经出现,就在焊接领域引起极大轰动,被认为是自激光焊接问世以来最引人注目和最具潜力的连接技术。由于搅拌摩擦焊自身独特的优势,吸引越来越多的科研机构进入到这一领域的研究工作中,使搅拌摩擦焊技术得到飞速发展。到目前为止,对搅拌摩擦焊的研究已经从铝合金的焊接向其他材料的焊接如铜、钛、镁和不锈钢等方面发展。本课题针对铜合金搅拌摩擦焊搅拌头进行试验研究,得到合理优化的搅拌头并对搅拌头失效进行初步分析。选用T10、9CrWMn、4Cr5MoSiV、GH4169以及GH864五种搅拌头材料,制作形状尺寸不同的搅拌头进行搅拌摩擦焊接试验,得到优化的搅拌头材料为GH4169和GH864,这两种材料能基本满足5mm厚H62铜合金搅拌摩擦焊的要求。搅拌头形状选用平台型和凹面型轴肩配合圆柱形和圆台形搅拌针,当轴肩直径与搅拌针直径比约为3:1时能得到理想焊缝,搅拌头的性能表现也最好。设计不同形状尺寸的搅拌头进行试验,使用自制测力平台以及红外传感测温装置对焊接过程中的搅拌头进行受力及温度测量,得到数据用以辅助搅拌头形状尺寸的优化设计,同时比较分析不同搅拌头焊后焊缝表面与内部成形质量、接头金相组织及力学性能得到最优化的搅拌头形状尺寸参数。对优化的搅拌头进行使用寿命试验,在转速630rpm,焊速为70mm/min参数下,最优化搅拌头能达到1530mm的总焊接长度。对焊接过程中搅拌头的失效进行检测,发现在下压过程中,搅拌针在断裂之前,主要出现“镦粗”变形失效;行进过程中搅拌头发生磨损以及断裂失效,而搅拌头的磨损又可分为粘结磨损与脆性剥落、氧化磨损、扩散磨损、磨粒磨损等。利用有限元软件DEFORM-3D初步模拟了H62铜合金搅拌摩擦焊接过程中搅拌头温度场的分布,与试验测量数据进行比较,基本吻合。针对基于磨损失效角度研制的铜及铜合金搅拌摩擦焊有利于改善和提高搅拌摩擦焊接接头的质量和工作效率,为后续的搅拌摩擦焊工艺的实现提供支持。 更多还原

【Abstract】 FSW is a new type of solid-phase connection technology,and its emergence in the field of welding caused a sensation,is considered to occur since the laser welding technology has the potential of the most eye-catching and most of the connection technology.Friction Stir Welding as a result of its unique advantages,attracting an increasing number of research institutions into research work in this area so that friction stir welding technology have developed rapidly.So far,the study of friction stir welding of aluminum alloy welding from other materials to welding such as copper,titanium,magnesium and stainless steel,etc..The topic for the copper alloy stirring of FSW to test the first study,to be reasonable to optimize the mixing and stirring the first to conct a preliminary analysis of the first failure.Choose T10,9CrWMn,4Cr5MoSiV,GH4169 and GH864 five mixing the first material,the proction of different shapes and sizes mixed friction stir welding the first test carried out by mixing the first material optimized for GH4169 and GH864, which can basically meet the needs of two materials 5mm thick H62 copper alloy FSW requirements.Mixing the first choice of platform shape and shoulder-type shaft with concave cylindrical and frustum of a cone-shaped mixing needle,when the shaft shoulder diameter,pin diameter and the mixing ratio of about 3:1 would be ideal when the weld,stirring the first is also the best performance.Shapes and sizes with different design,mixing the first test,the use of home-made force platform and infrared temperature sensing device on the welding process carried out by mixing the first power and temperature measurements,the data for the auxiliary mixing head to optimize the design of shapes and sizes,at the same time Comparative analysis of different mixing after the first welding seam forming the surface and internal quality,joint microstructure and mechanical properties of the mixing head to optimize the shape of the size parameters.Optimized mixing of the first test for life,in the speed of 630rpm,weld speed for 70mm/min parameters,the mixing head can be optimized to achieve the total welding length of 1530mm.Stir welding process on the failure of the first test and found that the course of the next pressure,stirring until the needle in the fracture is mainly the "upsetting" failure deformation;road stirred the first occurrence of the process of wear and fracture failure,and the mixing head of the abrasion can be divided into bonding and brittle spalling wear,oxidation wear,diffusion wear,abrasive wear and so on.The use of finite element software DEFORM-3D simulation of the initial H62 copper alloy friction stir welding process of mixing the first temperature distribution, and experimental measurement data,the basic agreement.Wear based on the perspective of the development of failure of copper and copper alloy friction stir welding is concive to improve and enhance the friction stir welded joints of the quality and efficiency,in order to follow-up of the friction stir welding process to provide support to achieve. 更多还原

㈤ 摩擦焊的步骤

上海胜春机械 连续驱动摩擦焊机：

摩擦焊接的原理：

在压力作用下，通过待焊工件的摩擦界面及其附近温度升高，材料的变形抗力降低、塑性提高、界面氧化膜破碎，伴随着材料产生塑性流变，通过界面的分子扩散和再结晶而实现焊接的固态方法。

摩擦焊通常由如下四个步骤构成：

1、机械能转化为热能：

2、材料塑性变形：

3、热塑性下的锻压力：

4、分子间扩散再结晶：

摩擦焊的优势：

摩擦焊相对传统熔焊最大的不同点在于整个焊接过程中，待焊金属获得能量升高达到的温度并没有达到其熔点，即金属是在热塑性状态下实现的类锻态固相连接。

相对传统熔焊，摩擦焊具有焊接接头质量高，能达到焊缝强度与基体材料强度，焊接效率高、质量稳定、一致性好，可实现异种材料焊接等。

关于传统摩擦焊的定义：

利用焊件表面相互摩擦所产生的热，使端面达到热塑性状态，然后迅速顶锻，完成焊接的一种方法。

㈥ 焊接分类

电弧焊（AW）、气焊(OFW)、电阻焊（RW）、固相焊（SSW）、硬钎焊（B）、软钎焊（S）主要有，电子束焊、激光焊、热剂焊、感应焊、冲击电阻焊、电渣焊等。

㈦ 摩擦焊接是怎么瞬时停车的

摩擦加热终了时，要求主轴迅速停车。功率较小、生产率不高的摩擦焊机，可以采用电动机反制动或能耗制动停车，生产率高和主轴电机功率大的焊机，普遍采用离合-制动装置。离合器和制动器应能可靠联锁，即离合器合龙前制动器必须松开，而制动器制动前离合器必须与转动皮带轮脱开。

摩擦焊接是在轴向压力与扭矩作用下,利用焊接接触端面之间的相对运动及塑性流动所产生的摩擦热及塑性变形热使接触面及其近区达到粘塑性状态并产生适当的宏观塑性变形,然后迅速顶锻而完成焊接的一种压焊方法。

摩擦焊接不仅可用于塑料制品焊接，还可以用于钢－钢，钢－铝，铜－铝等不同表面的焊接，而这些是普通焊接很难做到的。

摩擦焊接速度很快，每个工件只需要几秒，而普通焊接需要数倍的时间。而且摩擦焊接不产生电焊烟尘和锰、镍等对人体有害的职业病危害因素。摩擦焊接的强度也很大，有时甚至比材料本身的强度还要大，也就是当外力用力拉扯时，首先断裂的是没有焊接的材料本身而不是焊接点。

㈧ 搅拌摩擦焊焊接接头力学性能试验取样方法

你可以按照国际标准ISO 4136进行取样，进行试验的话可以按照ISO 15614-2中7.4.2 横向拉伸试验的方式进行评价，这两个标准都需要下载，你网络就能找到了。以上是关于铝合金的电弧焊的实验方法，但是金属焊接本身是原子间的结合了，所以我想也是可以参考的，更何况你只是想知道焊缝的强度。
希望我的回答对你有用，如果满意请采纳~

㈨ 钢材Q235和不锈钢能进行焊接吗

是可以焊接的。因为焊接的过程就是熔解或者说重新冶炼的过程，不锈钢和普通钢材都是钢，所以可以焊接。

不锈钢材和普通钢材焊接属于异种钢焊接，根据不同的母材要选用不同的焊材，但是用的焊材必须奥氏体不锈钢焊条焊丝，如果用氩弧还要进行充氩保护。

用不锈钢焊条焊接时要尽可能采用小电流，运条时减小摆动，锤击焊道，释放应力，并让工件温度尽可能低。这样焊接不需预热，可直接焊接，还要尽量采用小直径焊条。

(9)摩擦焊实验装置扩展阅读：

钢材Q235随着材质的厚度的增加而使其屈服值减小，由于含碳适中，综合性能较好，强度、塑性和焊接等性能得到较好配合，用途最广泛。

绝大多数不锈钢制品要求耐腐蚀性能好，有些国外商人对产品还做耐腐蚀性能试验：用NACL水溶液加温到沸腾，一段时间后倒掉溶液，洗净烘干，称重量损失，来确定受腐蚀程度（注意：产品抛光时，因砂布或砂纸中含有Fe的成分，会导致测试时表面出现锈斑）

产品用途的不同对焊接性能的要求各不相同，一类餐具对焊接性能一般不做要求，甚至包括部分锅类企业。但是绝大多数产品都需要原料焊接性能好，像二类餐具、保温杯、钢管、热水器、饮水机等。

㈩ 怎样检测摩擦焊钢管的强度，超声波可以吗

可以用磁粉探伤，如焊接有缺陷强度肯定不够。