Qu'est-ce que le soudage par friction-malaxage?

Principe du soudage par friction-malaxageLe soudage par friction-malaxage fait référence à l'utilisation de la rotation à grande vitesse de l'outil de soudage et de la chaleur de friction de la pièce pour rendre le matériau de soudage local en plastique, lorsque l'outil de soudage le long de l'interface de soudage vers l'avant, le matériau plastifié dans l'outil de soudage frottement De l'avant de l'outil de soudage vers l'arrière, et dans l'extrusion du matériau de soudage pour former une soudure en phase solide dense.Explication des termes communs(1) Côté avançant (AS) et côté retrait (RS) : la soudure est divisé en deux côtés au moyen d'un centre de soudure par friction et par friction. Elle est déterminée par le sens de rotation de l'outil de soudage et le sens d'avancement. Sur la face avant de la soudure, le sens de rotation de l'outil de soudage est cohérent avec le sens d'avancement de l'outil de soudage. À l'arrière de la soudure, le sens de rotation de l'outil de soudage est opposé à celui de l'outil de soudage. Fonction : une partie du matériau s'écoule vers l'avant sur le côté avant, et une partie du matériau s'écoule vers l'arrière et un mélange plus important se produit sur le côté. Le matériau sur le côté arrière ne coule que vers l'arrière et une partie du matériau pénètre dans le côté avant. Le métal plastifié dans la partie supérieure de l'outil de soudage s'écoule principalement vers le bas, et le métal plastifié dans la partie avant et inférieure de l'outil de soudage s'écoule principalement le long du côté soudage de l'arrière vers l'avant. Le métal plastifié dans la partie supérieure de l'outil de soudage a vers l'avant et vers le haut La tendance de l'écoulement, près du milieu de l'outil de soudage près du métal plastifié vers le bas, vers l'arrière.(2) outil de soudage ou tête de soudage (outil de soudage) : frottement soudage par agitation pour l'outil spécial appelé outil de soudage par agitation par friction, appelé tête de soudage ou de mélange. Soudage par friction-malaxage par la composition de l'aiguille (Pin) et de l'épaule (Shoulder), toutes deux connues sous le nom d'aiguille et d'épaule de mélange. La forme de l'extrémité de l'arbre est concave pour garantir que le matériau ramollissant en dessous est soumis à une force vers l'intérieur pendant le processus de soudage et s'accumule, empêchant le matériau plastifié de déborder de la zone de soudure et de former l'arrière de la cavité à remplir. , pour assurer un bon formage de la soudure. Aiguille de mélange - en plus du frottement par la fourniture d'une partie de la chaleur requise, les principaux dommages mécaniques au matériau de base d'origine à souder et à la zone environnante par une forte agitation, entraînant l'accostage de la surface et du matériau près du mélange complet, La formation d'une grande déformation caractéristique des grains fins équiaxes composés de noyaux de soudure.(3)Weld Nugget Zone, WNZ : La partie centrale de la soudure est appelée la région centrale, qui présente une déformation plastique importante et une recristallisation dynamique complète sous le fort frottement de l'outil de soudage. Microstructure des grains axiaux.(4) Zone affectée par la thermomécanique (TMAZ) : la zone périphérique de la WNZ adjacente est la TMAZ, qui subit une déformation plastique et une recristallisation partielle sous la chaleur de l'outil de soudage pour former une microstructure composée d'éléments courbés et allongés. organisation des grains.(5) Zone affectée par la chaleur (HAZ) : une partie de la zone située à l'extérieur de la TMAZ est une zone HAZ, qui n'est pas soumise à une agitation mécanique par l'outil de soudage. Seul le phénomène de croissance des grains se produit sous l'action de la chaleur de friction, formant une micro organisation relativement grossière.Procédé de soudage par friction-malaxage illustré à la figure 1, la microstructure de la distribution illustrée à la figure 2.Figure 1 Schéma de principe du soudage par friction-malaxageFigure 2 Composition de la zone de microstructure du joint (le BMZ est le matériau de base) Les avantages du soudage par friction-malaxage : soudure FSW par déformation plastique et recristallisation dynamique, la microstructure du grain fin et fin, sans faire fondre les dendrites. Comparé à la méthode de soudage traditionnelle, il n'y a pas d'éclaboussures et de fumée, pas d'éléments d'alliage brûlant, de fissures et de pores et d'autres défauts, il n'est pas nécessaire d'ajouter du fil de soudage et du gaz protecteur ; dans les propriétés mécaniques du joint de soudure, que le soudage TIG et MIG présente des avantages évidents La connexion de matériaux métalliques non ferreux tels que l'aluminium, le magnésium, le zinc, le cuivre, etc., en termes de méthodes de soudage, de propriétés mécaniques du joint et d'efficacité de production. FSW a montré une supériorité inégalée dans d'autres méthodes de soudage.Application de soudage par agitation par frictionRécemment, l'application réussie des matériaux FSW est l'alliage Al, l'alliage Mg, le plomb, le zinc, le cuivre, l'acier inoxydable, l'acier à faible teneur en carbone et d'autres matériaux similaires ou d'autres matériaux, l'agitation par friction le soudage est principalement utilisé dans l'aérospatiale, l'aviation, la construction navale, l'énergie automobile et nucléaire et d'autres domaines. Aviation : Boeing investit pour la première fois 15 millions de dollars américains, du processus GMAW au processus FSW, taux de défauts de soudage réduit de 10 fois, performance du produit augmenté de 30% ou plus. L'utilisation d'avions de soudage par friction-malaxage a été retirée chez Boeing.Ship: China Aviation Industry Beijing Foster Technology Co., Ltd. Succès indépendant de la recherche et du développement du premier navire chinois doté d'un équipement de soudage par friction-malaxage à paroi renforcée, l'appareil peut être soudé longueur 12 m, largeur 6 m, épaisseur d'alliage d'aluminium de 12 mm avec un mur, pour répondre aux besoins de développement de nouveaux bateaux lance-missiles de la marine chinoise. L'industrie automobile : la connexion de porte de voiture a été utilisée pour la technologie de soudage par friction, l'effet est bon, comme indiqué dans Figure 3.Figure 3 Connexion FSW des portes de voiture Direction du développement du soudage par friction (1) Technologie composite de soudage par friction La figure 4 est le schéma de principe du soudage par friction alternative, le principe est la tête de mélange dans le processus de soudage par friction de rotation périodique et inverse du mouvement alternatif; Dans le même temps, la figure 5 pour le diagramme schématique de soudage par friction malaxage oblique, le principe est l'utilisation d'une tête de mélange asymétrique pour réaliser le soudage par friction malaxage. Pendant le processus de soudage, il existe un angle d'inclinaison entre l'axe central de la tête d'agitation et l'axe central rotatif de la machine à souder, de manière à obtenir une agitation de type oblique de la soudure. soudage par agitation (2) technologie de modification par friction par agitation, y compris la modification directe de surface et la modification du matériau de coulée. Le principe de la modification directe de surface consiste à frotter la surface de la pièce avec l'agitateur qui n'a que l'épaulement sans remuer l'aiguille. La zone à travers laquelle passe la tête d'agitation doit former une couche modifiée en surface, qui peut être modifiée en surface.工艺, 2003, (4):23-29.[2]栾国红, 郭德伦.搅拌摩擦焊技术在国的发展和推广应用[J].航空制造技术2014, (17):71-75.
Source: Meeyou Carbide