Estado de desarrollo de la soldadura por fricción-agitación

La soldadura por fricción-agitación (FSW) es una patente de invención propuesta por el Instituto de Soldadura (TWI) en junio de 1991. Inicialmente, la tecnología de soldadura por fricción y agitación se utilizaba principalmente para resolver la soldadura de materiales de bajo punto de fusión, como las aleaciones de aluminio. TWI ha investigado mucho sobre las características y aplicaciones de la tecnología 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 fábricas de equipos de soldadura para desarrollar esta tecnología y ampliar su alcance de aplicación en forma de patrocinio o cooperación grupal. El Edisonwelding Institute (EWI) de Estados Unidos trabaja en estrecha colaboración con TWI y también está realizando investigaciones sobre la tecnología FSW. Lockheed Martin Aerospace Corporation, Marshall Space Flight Center, Instituto Naval de EE. UU., Universidad de Dartmouth, Universidad de Texas, Universidad de Arkansas, Universidad de Carolina del Sur, Universidad de Stuttgart, Alemania, Universidad de Adelaida, Instituto de Investigación de Soldadura de Australia, etc. Todos han realizado investigaciones especializadas sobre la soldadura por fricción-agitación desde diferentes ángulos. La soldadura por fricción-agitación es el método de soldadura más atractivo desde la llegada de la soldadura láser. Su aparición traerá grandes cambios en la tecnología de conexión de metales no ferrosos como las aleaciones de aluminio. La soldadura por fricción y agitación ha logrado buenos resultados en la soldadura de aleaciones de aluminio. Hoy en día, el Reino Unido, los Estados Unidos y otros países están llevando a cabo soldaduras por fricción y agitación de zinc, cobre, titanio, acero con bajo contenido de carbono y materiales compuestos. La soldadura por fricción y agitación tiene buenas perspectivas de aplicación en el campo aeroespacial.

(1) El diseño exitoso del cabezal agitador es la clave para aplicar la soldadura por fricción-agitación a una gama más amplia de materiales y una gama más amplia de espesores de soldadura. Este artículo analiza principalmente el estado de desarrollo de los cabezales mezcladores. En términos generales, el cabezal agitador consta de una sonda agitadora y un hombro del eje. El material del cabezal agitador suele estar hecho de un material con una dureza mucho mayor que la del material de soldadura, lo que puede minimizar el desgaste del cabezal agitador durante. el proceso de soldadura. Al principio, el diseño razonable de la forma del cabezal mezclador era la clave para obtener soldaduras 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 de mezcla están diseñadas para ser cónicas, lo que reduce en gran medida el desplazamiento del material de una sonda de mezcla cilíndrica del mismo radio. En general, la reducción es del 70% para sondas mezcladoras de tres ranuras y del 60% para sondas mezcladoras roscadas. Si se utiliza una sonda mezcladora de menor diámetro de algún tipo, una sonda mezcladora cónica puede ingresar a la soldadura y pasar a través del material plástico más fácilmente que una sonda mezcladora cilíndrica, lo que reduce las concentraciones de tensión en el cabezal mezclador y la posibilidad de rotura.

(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 diversas aleaciones de aluminio diferentes. El espesor de soldadura de las aleaciones de aluminio oscila entre 1 mm y 75 mm. Se han realizado extensas investigaciones sobre las propiedades de corrosión, las propiedades mecánicas y la microestructura de las uniones soldadas con oro y plataformas de aleación de aluminio. La soldadura por fricción y agitación se usa ampliamente para 6061a 1/2024 a 1/Ag, 2024A1/Cu, 6061AI/cu e incluso 6061AI.

En 2002, sobre la base del acuerdo de cooperación firmado por la Corporación de la Industria de la Aviación del Instituto de Investigación de Ingeniería de Fabricación de Aviación de China-Beijing y el Instituto de Soldadura sobre licencias de tecnología de patentes de soldadura por fricción y agitación, investigación y desarrollo de tecnología y desarrollo de mercado, La primera empresa profesional de China que otorga licencias de tecnología de soldadura por fricción y agitación, Beijing Saifost Technology Co., Ltd., marca el lanzamiento oficial de la investigación, el desarrollo y la aplicación de ingeniería de tecnología de soldadura por fricción y agitación en el mercado chino.

Como nuevo método interdisciplinario, la soldadura por fricción y agitación puede desarrollar la soldadura de costura longitudinal, la soldadura de costura circunferencial, la soldadura sin orificios, la soldadura de sección transversal variable, la soldadura de doble cara autoportante, la soldadura de curva tridimensional, Agitación Soldadura por puntos por fricción, soldadura por puntos de relleno, modificación de la 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 y ha aplicado tecnología de soldadura por fricción y agitación a los sectores aeronáutico, aeroespacial, naval, ferroviario y automotriz de China. , energía eléctrica y otros campos industriales, ha creado considerables beneficios sociales y económicos, ha proporcionado soluciones técnicas completas para aluminio, magnesio, cobre, titanio, acero y otros materiales metálicos, y ha proporcionado diferentes tipos y usos para usuarios nacionales y extranjeros. Procesamiento de productos industriales de soldadura. Incluyendo estructuras cilíndricas de aviación, estructuras de paredes delgadas de aviación, costillas anchas de 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, radiadores y disipadores de calor de diversas estructuras, etc.