Estado de desarrollo de la soldadura por fricción-agitación
La soldadura por fricción y agitación (FSW) es una patente de invención propuesta por el Instituto Británico de Soldadura (TWI) en octubre de 1991. El proceso de soldadura por fricción y agitación se utilizó inicialmente principalmente para resolver la soldadura de materiales de bajo punto de fusión, como las aleaciones de aluminio. TWI realizó muchas investigaciones sobre las características y aplicaciones del proceso de soldadura por fricción y agitación y solicitó patentes en 1993 y 1995 respectivamente. . TWI coopera principalmente con grandes empresas como las aeroespaciales, marítimas, de transporte por carretera, fábricas de aluminio y fabricantes de equipos de soldadura para desarrollar esta tecnología en forma de patrocinio o cooperación grupal y ampliar su alcance de aplicación. El Edison Welding Institute (EWI) de Estados Unidos trabaja en estrecha colaboración con TWI y también está realizando investigaciones sobre el proceso FSW. American Lockheed Martin Aerospace Corporation, Marshall Space Flight Center, U.S. Naval Research Institute, University of Dartmouth, University of Texas, University of Arkansas, University of South Carolina, University of Stuttgart en Alemania, Adelaide en Australia, Universidades, Australian Welding Institute, etc. Han realizado investigaciones especializadas sobre soldadura por fricción y agitación desde diferentes ángulos. El proceso de soldadura por fricción y agitación es el método de soldadura más llamativo desde la llegada de la soldadura láser. Su aparición provocará cambios importantes en la tecnología de unión de metales no ferrosos como las aleaciones de aluminio. La soldadura por fricción-agitación se ha utilizado para soldar aleaciones de aluminio con buenos resultados. Hoy en día, la soldadura por fricción y agitación de zinc, cobre, titanio, acero con bajo contenido de carbono, materiales compuestos, etc. se lleva a cabo en el Reino Unido, Estados Unidos y otros países. La soldadura por fricción y agitación tiene buenas perspectivas de aplicación en la industria aeroespacial.
(1) Cabezal agitador El diseño exitoso del cabezal agitador es la clave para aplicar la soldadura por fricción y agitación a una gama más amplia de materiales y soldar un rango de espesor más amplio. A continuación se analiza principalmente el estado de desarrollo de los cabezales mezcladores. En términos generales, el cabezal agitador consta de dos partes: la sonda agitadora y el hombro del eje. El material del cabezal agitador suele estar hecho de materiales con una dureza mucho mayor que la del material a soldar. el cabezal agitador al mínimo durante el proceso de soldadura. En la etapa inicial, el diseño razonable de la forma del cabezal mezclador es la clave para obtener una soldadura con buenas propiedades mecánicas. El desarrollo de los cabezales mezcladores se centra principalmente en dos aspectos: uno es un cabezal mezclador roscado y el otro es un cabezal mezclador con tres ranuras. Básicamente, ambas sondas agitadoras están diseñadas como conos, lo que reduce en gran medida el desplazamiento del material en las sondas agitadoras cilíndricas del mismo radio. En general, la sonda agitadora con tres ranuras se reduce en 70, mientras que la sonda agitadora con rosca. reducido en 60. Si se utiliza una sonda de agitación con un diámetro determinado más pequeño, es más fácil que la sonda de agitación cónica ingrese a la pieza soldada y pase a través del material plástico que la sonda de agitación cilíndrica, y reduce la concentración de tensión y la posibilidad de fractura del cabezal de agitación.
(2) Estado de la investigación La aplicación de la soldadura por fricción y agitación en aleaciones de aluminio se está generalizando cada vez más y la investigación es cada vez más profunda. No sólo implica la soldadura de varios materiales del mismo tipo, sino que también estudia la soldadura de una amplia gama de aleaciones de aluminio diferentes. El espesor de soldadura de la aleación de aluminio varía de 1 mm a 75 mm. Se han realizado muchas investigaciones sobre las propiedades de corrosión, las propiedades mecánicas y la estructura organizativa de las uniones soldadas de aleaciones de aluminio. La soldadura por fricción y agitación se usa ampliamente en 6061A1/2024A1, 2024A1/Ag, 2024A1/Cu, 6061AI/cu e incluso para aleaciones como 6061AI 20A1203/aleación de aluminio fundido A339 10SiC.
En 2002, la Corporación de la Industria de la Aviación del Instituto de Investigación de Ingeniería de Fabricación de Aviación de China-Beijing y el Instituto Británico de Soldadura*** firmaron un acuerdo de cooperación sobre licencias de tecnología de patentes de soldadura por fricción y agitación, investigación y desarrollo de tecnología y desarrollo de mercado. Sobre la base de la primera empresa profesional de licencias de tecnología de soldadura por fricción-agitación de China, se estableció el Centro de soldadura por fricción-agitación de China (Beijing Saifost Technology Co., Ltd.), que marca el desarrollo y la aplicación de ingeniería de la tecnología de soldadura por fricción-agitación en el mercado chino. Inaugurado oficialmente.
Como un nuevo método en la intersección de múltiples disciplinas, la soldadura por fricción y agitación puede desarrollar la soldadura de costura longitudinal, la soldadura de costura circunferencial, la soldadura sin cerradura, la soldadura de sección transversal variable, la soldadura de doble cara autoportante y la soldadura espacial. Soldadura de curva 3D, soldadura por puntos de fricción y agitación, soldadura por puntos de relleno, tratamiento de modificación de superficie de soldadura por fricción y agitación, procesamiento de materiales superplásticos de soldadura por fricción y agitación y otros métodos y tecnologías de procesamiento de conexiones.
Después de casi diez años de rápido desarrollo, Saifost ha desarrollado con éxito más de 60 juegos de equipos de soldadura por fricción y agitación, aplicando tecnología de soldadura por fricción y agitación a la aviación, aeroespacial, barcos, trenes, automóviles e industrias de mi país. Campos como la electrónica y la energía eléctrica, ha creado considerables beneficios sociales y económicos, ha proporcionado soluciones técnicas perfectas para aluminio, magnesio, cobre, titanio, acero y otros materiales metálicos, y ha proporcionado a los usuarios nacionales y extranjeros diferentes tipos y usos de mezcla. Equipos de procesamiento de productos industriales de soldadura por fricción, que incluyen: piezas estructurales de cilindros aeroespaciales, piezas estructurales de paredes delgadas de aviación, placas acanaladas anchas para barcos, estructuras de carrocerías de trenes de alta velocidad, paneles de radar de gran espesor, ruedas de automóviles, paneles de pared de perfil de contenedores, diversas estructuras. dispositivos de disipación de calor y disipadores de calor, etc.