搅拌摩擦焊技术PPT教案.pptx

搅拌摩擦焊技术自1991年由英国焊接研究所（TWI）发明以来，以其高效、低能耗和焊接质量高的特点，在工业领域尤其是铝合金材料的焊接中获得了广泛应用。在传统的熔化焊技术之外，搅拌摩擦焊成为重要的技术补充，特别是在列车制造行业，搅拌摩擦焊技术已成为生产线上的关键工艺。 搅拌摩擦焊技术的核心在于通过高速旋转的搅拌焊头与工件产生摩擦热，利用摩擦热使材料软化并实现固相连接。整个焊接过程涉及四个主要阶段：旋转、插入、焊接和离开。在旋转阶段，搅拌焊头的肩部和焊针与材料接触摩擦产生热量；插入阶段，搅拌指棒深入材料并开始塑性变形；焊接阶段，材料被挤压到焊头后面，形成一个致密的接头；最后离开阶段，搅拌头退出工件完成焊接。整个过程对焊接接头的质量至关重要，而焊接接头的质量又受到搅拌头形状、位置、转速、焊接速度、接头精度以及材料拘束等多种工艺参数的影响。 搅拌头的设计是搅拌摩擦焊技术的关键。搅拌指棒的长度通常与母材的厚度相当，其形状需要适应不同材料和板厚。搅拌头通常具有一定的前进角，以保证焊接过程的顺畅。搅拌头位置的精确控制，特别是搅拌指棒的插入深度和中心线位置，对于保证焊接效果至关重要。转速一般在几百到几千转/分钟之间，而焊接速度则需要根据转速和其他因素进行调整，通常在每分钟几厘米到1-2米不等。此外，接头精度，例如无间隙接合，以及材料的加工精度，都是防止焊接缺陷产生的关键因素。材料拘束的考虑，如使用专用夹具，有助于确保接头的精确度和焊接质量。 搅拌摩擦焊技术的教学不仅使学生理解其基本原理和工艺特点，还能提升学生的工艺设计能力和实际操作技能。该技术的教学方法采用图形和动画演示，帮助学生更直观地理解技术要点，激发学生的自主学习和分析能力，使他们能够理解和应用搅拌摩擦焊技术在实际工程中的解决方案。这种教学方法不仅传授理论知识，还强调工程实践和创新能力的培养，对于材料科学与工程专业的学生来说，是一项重要的技术学习内容。 搅拌摩擦焊作为一种先进的固相焊接技术，在现代工业生产中具有不可替代的作用。其教学和应用的推广，不仅能够提升焊接工艺的技术水平，还有助于推动相关行业的发展。随着技术的不断进步和优化，搅拌摩擦焊将继续在更多领域展示其强大的竞争力和技术优势。对于致力于材料科学与工程的学生和技术人员而言，掌握搅拌摩擦焊技术将是他们未来职业生涯中的一项宝贵资产。