攪拌摩擦焊
關注創建者：樹西 創建時間：2016-05-09
攪拌摩擦焊的視頻教程
【案例】攪拌摩擦焊-圓錐摩擦頭-溫度場模擬
攪拌摩擦焊熱源根據文獻計算體生熱率加載在摩擦頭的相關位置。 本案例中摩擦頭是錐形摩擦頭。 注意：本案例只計算了溫度場，沒有應力場和金屬流動場。 相關命令流和源文件加我Q 359786990 索取即可
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MSC.Marc-攪拌摩擦焊模擬-FSW模擬
攪拌摩擦焊模擬-焊接模擬-FSW模擬 軟件：MSC.Marc+子程序（熱力耦合分析） 模擬結果：溫度場；應力應變場；焊接變形；無材料流動 熱源模型：軸肩+攪拌針端面+攪拌針側面產熱 聯系方式：QQ1224294049（注：只接受本視頻相關內容咨詢） 結果：
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ABAQUS攪拌摩擦焊溫度場塑性流動場仿真（ALE歐拉邊界設置）
視頻有聲帶講解1、ABAQUS模擬攪拌摩擦焊溫度場，塑性流動場，應力應變等 2、采用ALE自適用網格，修改關鍵字設置歐拉流入流出面(*Surface, type=ELEMENT, name=outflow, REGION TYPE=EULERIAN) 3、歐拉邊界條件設置，ALE自適用網格參數設置。 4、視頻二解決焊接過程中，流入端口上邊角網格變形問題。
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攪拌摩擦焊的實例教程
一些學習資料與大家共享
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展開 表1 典型鋁合金材料攪拌摩擦焊接頭強度和斷裂位置對比
03
飛機結構攪拌摩擦焊關鍵技術研究
要實現大型運輸機和新型戰斗機等飛機結構的攪拌摩擦焊接，需要針對飛機典型結構開展攪拌摩擦焊工藝技術研究，掌握攪拌摩擦焊對飛機結構，尤其是壁板類結構的適應性，其中對攪拌摩擦焊工具的優化設計和焊接變形控制是飛機結構攪拌摩擦焊關鍵技術。而焊接變形行為攪拌摩擦焊變形控制技術研究的重點。
3.1 攪拌摩擦焊變形控制技術研究
攪拌摩擦焊要在飛機結構上得到應用，必須解決保持結構零件的尺寸完整性以及減少焊接應力和變形的問題。飛機零件經過焊接熱循環和焊接力的作用，結構會產生收縮變形和殘余內應力。圖1顯示出了常規攪拌摩擦焊和動態射流沖擊攪拌摩擦焊的對比結果，這種動態變形控制技術應用在壁板類零件上，能使變形量降低到 1/10，甚至更小。
圖1 3.5mm厚5083鋁合金變形控制比較
焊接壓緊方案為腹板、豎板、U框板焊接，采用雙滾輪＋槽形壓板壓緊，L 型材焊接時采用單滾輪壓緊。焊前對工藝參數和攪拌頭進行了優化，焊接過程加動態氣霧隨動冷卻，焊后采用了滾壓校形，零件焊后整體變形量僅為 1mm，在攪拌摩擦焊工程化應用方面取得較大突破，其實物圖如圖2所示。
圖2 駕駛艙背板零件攪拌摩擦焊實物
3.2 新型運輸機和新一代戰斗機結構零件的攪拌摩擦焊
目前，通過典型飛機結構零件的攪拌摩擦焊制造，北京航空制造工程研究所已經在攪拌摩擦焊工藝優化和控制、攪拌工具、特殊焊接工裝夾具的設計制造、攪拌摩擦焊接過程控制、零件變形控制和校正等方面積累了技術經驗。
展開 攪拌摩擦焊技術優勢十分明顯。與傳統的熔化焊接技術相比，攪拌摩擦焊的技術優勢、經濟性優勢以及環境保護優勢主要體現在以下幾點：
一是固相焊接過程，焊縫力學性能高：無氣孔、無合金元素燒損、無熱裂紋；接頭強度超過大多數熔化焊接頭，并且接頭性能一致性良好。
二是焊接過程簡單：攪拌摩擦焊類似于完全的機械加工過程，無需焊接準備過程，設備維護簡單。并且是完全自動化操作；無需焊接保護氣和填絲；對焊接裝配和焊前清理要求不高，可在任意位置施焊。
三是焊接接頭物理性能好，如導電、導熱性與母材一致、焊縫顏色與母材一致。
四是不會污染環境：沒有弧光、煙塵和飛濺物危害；無紫外線和電磁輻射危害；較低的能量消耗；無噪音，加工過程幾乎完全在安靜狀態下進行。
五是高效率：一次可焊厚度大于75mm的焊材，與傳統的熔焊技術相比缺陷發生率更低，可大大降低返修率，并且可以通過再次焊接來消除缺陷。在鋁合金的焊接過程中，每噸級的人工可減少15%。據悉，在Delta火箭貯箱上使用這一焊接技術，可以節約60%的焊接成本，工作時間從23天減少到6天。大型復雜結構鋁合金構件使用攪拌摩擦焊技術，工裝建造成本從61%降低到19%；
六是不易變形，焊材變形只是傳統熔化焊的十二分之一。資料顯示，攪拌摩擦焊用于GT賽車中央鋁合金構件的制造，接頭強度比熔焊提高30%。使用攪拌摩擦焊技術制造飛機機身時，每米焊縫能夠減重0.9公斤。
據介紹,在國外攪拌摩擦焊技術已成為工業化的鋁、鎂、銅等材料的主導焊接工藝，并廣泛應用于航天航空、軌道交通、汽車制造、電力電子、船舶制造等行業。攪拌摩擦焊在大型密封結構的制造上已全面取代傳統的電弧熔焊。
大量的研究和實踐證明，車輛、飛機采用鋁合金材料是實現輕量化的最有效途徑。高速列車的制造采用攪拌摩擦焊技術已成為主流趨勢。
展開 攪拌摩擦焊原理
攪拌摩擦焊方法與常規摩擦焊一樣。攪拌摩擦焊也是利用摩擦熱與塑性變形熱作為焊接熱源。不同之處在于攪拌摩擦焊焊接過程是由一個圓柱體或其他形狀(如帶螺紋圓柱體)的攪拌針(welding pin)伸入工件的接縫處，通過焊頭的高速旋轉，使其與焊接工件材料摩擦，從而使連接部位的材料溫度升高軟化。同時對材料進行攪拌摩擦來完成焊接的。焊接過程如圖所示。在焊接過程中工件要剛性固定在背墊上，焊頭邊高速旋轉，邊沿工件的接縫與工件相對移動。焊頭的突出段伸進材料內部進行摩擦和攪拌，焊頭的肩部與工件表面摩擦生熱，并用于防止塑性狀態材料的溢出，同時可以起到清除表面氧化膜的作用。
在焊接過程中，攪拌針在旋轉的同時伸入工件的接縫中，旋轉攪拌頭(主要是軸肩)與工件之間的摩擦熱，使焊頭前面的材料發生強烈塑性變形，然后隨著焊頭的移動，高度塑性變形的材料逐漸沉積在攪拌頭的背后，從而形成攪拌摩擦焊焊縫。攪拌摩擦焊對設備的要求并不高，最基本的要求是焊頭的旋轉運動和工件的相對運動，即使一臺銑床也可簡單地達到小型平板對接焊的要求。但焊接設備及夾具的剛性是極端重要的。攪拌頭一般采用工具鋼制成，焊頭的長度一般比要求焊接的深度稍短。應該指出，攪拌摩擦焊縫結束時在終端留下個匙孔。通常這個匙孔可以切除掉，也可以用其它焊接方法封焊住。針對匙孔問題，已有伸縮式攪拌頭研發成功，焊后不會留下焊接匙孔。
展開 攪拌摩擦焊在焊接過程中工件要剛性固定在背墊上，焊頭邊高速旋轉，邊沿工件的接縫與工件相對移動。
焊頭的突出段伸進材料內部進行摩擦和攪拌，焊頭的肩部與工件表面摩擦生熱，并用于防止塑性狀態材料的溢出，同時可以起到清除表面氧化膜的作用。
攪拌摩擦焊縫結束時在終端留下個匙孔。通常這個匙孔可以切除掉，也可以用其它焊接方法封焊住。
攪拌摩擦焊可實現異種材料間焊接，如金屬、陶瓷、塑料等。攪拌摩擦焊焊接質量高，不易產生缺陷，容易實現機械化、自動化、質量穩定、成本低效率高。
04 電子束焊接
電子束焊是利用加速和聚焦的電子束轟擊置于真空或非真空中的焊件所產生的熱能進行焊接的方法。
電子束焊接因具有不用焊條、不易氧化、工藝重復性好及熱變形量小的優點而廣泛應用于航空航天、原子能、國防及軍工、汽車和電氣電工儀表等眾多行業。
▲電子束焊接原理
電子束焊接工作原
電子從電子中的發射體（陰極）逸出，在加速電壓作用下，電子被加速至光速的0.3～0.7倍，具有一定的動能。
再經電子中靜電透鏡和電磁透鏡的作用，會聚成功率密度很高的電子束流。
這種電子束流撞擊工件表面，電子動能轉變為熱能而使金屬迅速熔化和蒸發。
在高壓金屬蒸氣作用下，工件表面被迅速“鉆”出一個小孔，也稱之為“匙孔”，隨著電子束與工件的相對移動，液態金屬沿小孔周圍流向熔池后部，并冷卻凝固形成焊縫。
電子束焊接的主要特點
電子束穿透能力強，功率密度極高，焊縫深寬比大，可達到50:1，可實現大厚度材料一次成形，最大焊接厚度達到300mm。
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攪拌摩擦焊的相關專題、標簽、搜索
攪拌摩擦焊的最新內容
兩個案例視頻+兩個案例文件
仿真結果很清楚，焊接、材料、結構分析都能用適合做形貌驗證、縮短量對比、飛邊形態對比、溫度場分析、熱影響區寬度、殘余應力場分析
視頻制作不易，想交流小伙伴，可私我。
4?? 進階：攪拌摩擦焊（FSW）CEL法仿真
針對復雜的固相連接工藝——攪拌摩擦焊，指南中詳細講解了基于 CEL（耦合歐拉-拉格朗日） 方法的建模全流程。 從歐拉域的網格劃分、體積分數填充，到攪拌頭的剛體設置、下壓/旋轉/移動的邊界條件加載，再到使用Meta進行后處理，全流程無死角覆蓋。
?? 為什么你需要這份南？
攪拌摩擦焊相較于傳統焊接技術具有諸多優勢，并已在航空航天、汽車和造船等行業成功應用。
在攪拌摩擦焊過程中，熱行為和機械行為是相互依存的。由于溫度場會影響應力分布，因此本示例采用了一個完全熱機械耦合模型。該模型由具有結構和熱自由度的耦合場實體單元組成。模型包含兩塊矩形鋼板和一個圓柱形工具。在模型上施加了所有必要的機械和熱邊界條件。
以及攪拌摩擦焊如何實現以及注意事項
當然知識星球和公眾號《ANSA與CAE分享》中還有很多其他內容，歡迎有興趣的同學加入，一起探討進步。
異種材料攪拌摩擦焊接仿真cae原文件。
abaqus連續驅動摩擦焊溫度場模擬，需要子程序嗎？？？？？？？？
對于鋁合金拼焊板，TWB正對6000系列鋁合金的大批量加工采用攪拌摩擦焊工藝（一種正在流行的焊接工藝）。攪拌摩擦焊工藝可以實現最薄1mm板，最快6m/min的焊接速度。這個工藝可以應用于曲線焊接以及將各種常見的車用鋁合金板和混合合金板進行連接。
這家公司也使用激光焊接5000系列鋁合金板。根據合金成分、厚度和應用的不同而采用激光焊或者攪拌摩擦焊接來拼焊產品。
2）萬宇科技：全系攪拌摩擦焊智能裝備的供應商，最新研發產品有機器人回填式攪拌摩擦點焊設備等，并推出攪拌摩擦點焊&縫焊一體化解決方案。
3）焊威新能源：專業提供攪拌摩擦焊接加工共享智造及新能源汽車周邊生態產品服務的高科技企業，攪拌摩擦焊技術現已廣泛應用新能源汽車鋁電池托盤、汽車輪轂、水冷電機殼、各種水冷板、鋁鑄件密封、5G基站配件等鋁合金產品焊接。
1.7 新增攪拌摩擦焊工藝
攪拌摩擦焊工藝以往采用lagrange法計算摩擦生熱焊合過程，此方法往往引起單元極大變形而難以計算。新的攪拌摩擦焊算法將采用ALE算法更加快速方便地進行計算。ALE算法避免了單元大變形引起的不斷細化問題，大大降低了攪拌摩擦焊的計算難度和計算耗時。
