序

前言

第1章　搅拌摩擦焊概述1

1.1　搅拌摩擦焊的原理1

1.2　搅拌摩擦焊的特点2

1.3　搅拌摩擦焊焊接结构的接头形式2

1.4　搅拌摩擦焊技术应用3

1.4.1　搅拌摩擦焊技术在航空航天制造业的应用4

1.4.2　搅拌摩擦焊技术在船舶制造业的应用6

1.4.3　搅拌摩擦焊技术在轨道交通制造业中的应用7

1.4.4　搅拌摩擦焊技术在其他制造业上的应用9

1.5　搅拌摩擦焊技术的基本术语10

本章知识点和技能点11

第2章　搅拌摩擦焊设备12

2.1　搅拌摩擦焊设备的分类12

2.1.1　按焊缝空间分布的分类12

2.1.2　按设备结构形式的分类14

2.2　典型搅拌摩擦焊设备17

2.2.1　ESABSuperStirTM搅拌摩擦焊设备17

2.2.2　FW22搅拌摩擦焊设备17

2.2.3　VARIAX系列搅拌摩擦焊设备17

2.2.4　国产搅拌摩擦焊设备18

2.3　搅拌摩擦焊设备的结构18

2.3.1　搅拌摩擦焊设备的主机19

2.3.2　搅拌摩擦焊设备的焊接工装22

2.4　搅拌头的特点与功能25

2.5　搅拌头的构成与作用25

2.6　搅拌头材料的选择26

2.6.1　搅拌头材料的选择依据26

2.6.2　常用搅拌头材料的性能27

2.7　搅拌头的设计30

2.7.1　搅拌头的设计原则30

2.7.2　不断发展的搅拌头形状32

2.8　工程常用的搅拌头35

2.9　搅拌头的开发改进思路36

2.10　搅拌摩擦焊设备基本操作与数控编程37

2.10.1　搅拌摩擦焊设备基本操作37

2.10.2　数控编程39

本章知识点和技能点41

第3章　搅拌摩擦焊焊接工艺42

3.1　搅拌摩擦焊焊接参数42

3.1.1　焊接速度42

3.1.2　搅拌头转速43

3.1.3　搅拌头倾角43

3.1.4　轴肩压力43

3.1.5　接头表面状态44

3.1.6　搅拌头对中偏移量44

3.1.7　焊接装配45

3.2　搅拌摩擦焊典型焊接参数46

本章知识点和技能点48

第4章　铝合金搅拌摩擦焊焊接接头组织与性能49

4.1　搅拌摩擦焊焊接接头组织49

4.1.1　焊缝外观形貌49

4.1.2　搅拌摩擦焊焊接接头宏观组织50

4.1.3　搅拌摩擦焊焊接接头微观组织50

4.2　铝合金搅拌摩擦焊焊接接头力学性能55

4.2.1　铝合金搅拌摩擦焊焊接接头性能优势55

4.2.2　搅拌摩擦焊焊接接头力学性能56

4.2.3　搅拌摩擦焊焊接接头力学性能的各层异性现象58

4.3　接头显微硬度58

4.3.1　典型铝合金搅拌摩擦焊焊接接头显微硬度58

4.3.2　焊接参数对接头显微硬度的影响59

4.3.3　搅拌摩擦焊焊接接头显微硬度的各层异性59

4.4　接头断口分析60

4.5　案例分析62

4.5.1　5083铝合金搅拌摩擦焊接头微观组织62

4.5.2　断口形貌62

本章知识点和技能点64

第5章　搅拌摩擦焊缺陷65

5.1　表面缺陷65

5.1.1　飞边65

5.1.2　匙孔66

5.1.3　表面下凹66

5.1.4　毛刺67

5.1.5　起皮68

5.1.6　背部粘连68

5.1.7　表面犁沟69

5.2　内部缺陷70

5.2.1　未焊透70

5.2.2　弱结合71

5.2.3　孔洞型缺陷72

5.2.4　结合面氧化物残留74

本章知识点和技能点75

第6章　搅拌摩擦焊检测技术76

6.1　破坏性检验76

6.2　超声波检测76

6.2.1　超声波检测的原理及特点76

6.2.2　常规超声波检测77

6.3　相控阵超声波检测79

6.3.1　相控阵超声波检测的基本原理80

6.3.2　相控阵超声波声束扫描模式81

6.3.3　相控阵超声波检测特点81

6.3.4　相控阵超声波检测设备82

6.4　X射线检测83

6.4.1　X射线检测的原理83

6.4.2　X射线检测的特点84

6.4.3　X射线检测的应用85

6.5　渗透检测86

6.5.1　渗透检测的原理86

6.5.2　渗透检测的分类87

6.5.3　渗透检测的特点88

6.5.4　渗透检测的应用88

本章知识点和技能点89

第7章　搅拌摩擦焊接头缺陷修复工艺技术90

7.1　搅拌摩擦焊接头中常见缺陷的修复方法90

7.2　匙孔处理工艺技术90

7.3　飞边处理工艺91

7.4　补焊工艺91

7.5　摩擦塞焊工艺92

7.5.1　摩擦塞焊原理92

7.5.2　摩擦塞焊分类93

7.5.3　摩擦塞焊工艺93

7.6　孔洞型缺陷处理工艺99

本章知识点和技能点99

第8章　搅拌摩擦焊工艺评定及标准100

8.1　工艺评定100

8.1.1　工艺评定目的100

8.1.2　工艺评定流程100

8.2　工艺评定标准100

8.2.1　国际标准100

8.2.2　国家标准113

8.2.3　行业内标准113

8.2.4　其他标准122

8.2.5　搅拌摩擦焊常见术语124

本章知识点和技能点126

第9章　搅拌摩擦焊技术的发展127

9.1　双轴肩搅拌摩擦焊128

9.1.1　固定式双轴肩搅拌摩擦焊128

9.1.2　浮动式双轴肩搅拌摩擦焊128

9.2　静轴肩搅拌摩擦焊129

9.3　双头搅拌摩擦焊130

9.4　流动搅拌摩擦焊131

9.5　复合热源搅拌摩擦焊132

9.6　超声搅拌摩擦复合焊134

9.7　搅拌摩擦点焊136

9.8　机器人搅拌摩擦焊139

9.9　水下搅拌摩擦焊140

9.10　阵列射流冲击热沉搅拌摩擦焊141

9.11　高熔点材料的搅拌摩擦焊142

本章知识点和技能点143

参考文献144 2100433B