上海推广应用新一代搅拌摩擦焊技术

现代焊接2013年第8期 记者 钟欣

    上海航天设备制造总厂经过多年研究开发的搅拌摩擦焊技术，重点突破了超大厚板焊接、3D焊接、焊缝跟踪、恒压力控制、无“匙孔” 焊接等关键技术，目前取得10多项具有完全自 主知识产权的发明专利。这项技术经过十多家企业使用证明性能良好,填补了国内空白，打 破了发达国家对我国的技术封锁，且价格相对 国外先进装备降低30%以上。

    这一成果虽然来自军工，但经过进一步开 发和完善可广泛应用于民用行业。搅拌摩擦焊技术是一种基于微区锻造的固相焊接技术，在焊 接过程中材料不会发生熔化。这种新技术具有低应力、变形小、绿色、低能耗等突出的特点，特别适用于各系列铝合金、镁合金等低熔点轻合金的焊接制造’是焊焊接技术的一次突破性革命。

据介绍，搅拌摩擦焊技术优势十分明显。 与传统的熔化焊接技术相比，搅拌摩擦焊的技术优势、经济性优势以及环境保护优势主要体 现在以下几点：

一是固相焊接过程，焊缝力学性能高：无气孔、无合金元素烧损、无热裂纹；接头强度超过大多数溶化焊接头，并且接头性能一致性良好；

二是焊接过程简单：搅拌摩擦焊类似于完 全的机械加工过程，无需焊接准备过程，设备维护简单。并且是完全自动化操作；无需焊接保护气和填丝；对焊接装配和焊前清理要求不高，可在任意位置施焊；

三是焊接接头物理性能好，如导电、导热性与母材一致、焊缝颜色与母材一致；

四是不会污染环境：没有弧光、烟尘和飞溅物危害；无紫外线和电磁辐射危害；较低的能量消耗；无噪音，加工过程完全在安静状态下进行；

五是高效率：一次可焊厚度大于75mm的焊材，与传统的熔焊技术相比缺陷发生率更低，可大大 降低返修率，且可通过再次焊接来消除缺陷。在 铝合金的焊接过程中，每吨级的人工可减少15%。 据悉，在Delta火箭贮箱上使用这一焊接技术，可以节约60%的焊接成本，工作时间从23天减少到 6天。大型复杂结构铝合金构件使用搅拌摩擦焊 技术，工装建造成本从61%降低到19%_；

六是不易变形，焊材变形只是传统熔化焊 的十二分之一。资料显示，搅拌摩擦焊用于GT 赛车中央铝合金构件的制造，接头强度比熔焊提高30%。使用搅拌摩擦焊技术制造飞机机身时， 每米焊缝能够减重0.9公斤。

    大量的研究和实践证明，车辆、飞机采用铝合金材料是实现轻量化的最有效途径。高速 列车的制造采用搅拌摩擦焊技术已成为主流趋势。由于搅拌摩擦焊接头强度优于传统的熔焊接头，并且缺陷率低，还可节约成本，应用于飞机制造已成为必然趋势。

    相对于钢铁结构来说，铝合金结构的船舶具有高速、灵活、节能的特点，因此，采用铝合金替代原来作为基本的造船材料的钢铁，成 了造船业的新趋势。利用搅拌摩擦焊技术来制造大型船舶铝合金结构件已势不可挡。

    鉴于搅拌摩擦焊的技术优势，预计未来五年，我国民用领域各类型搅拌摩擦焊设备的市场容量将超过20亿元，具有良好的经济效益。