【機械類畢業(yè)論文中英文對照文獻翻譯】C型攪拌摩擦焊的現(xiàn)狀與發(fā)展【word英文5234字7頁word中文翻譯3066字7頁】

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運載火箭貯箱常用的材料是比強度高、比剛度高的鋁合金，如2014，2219和7075 鋁合金?，F(xiàn)在，運載火箭貯箱又采用性能更好的2195鋁鋰合金。在航天產(chǎn)品中，特別是在制 造運載火箭貯箱中，焊接工藝是一項關(guān)鍵的制造技術(shù)。熔焊技術(shù)如氣體鎢極電弧焊（GTAW ）和氣體金屬電弧焊（GMAW）自20世紀(jì)50年代起，在雷神、宇宙神、大力神、土星和德爾它 系列運載火箭貯箱的制造中使用了幾十年，從焊接設(shè)備、焊接材料、焊接工藝等方面作了大量的研究工 作，滿足了焊接質(zhì)量的需要。同時，為了提高焊接質(zhì)量和降低成本，20世紀(jì)80年代美國又采 用了變極性等離子弧焊（VPPA）焊機，并配備了先進的計算機控制系統(tǒng)，代替了GTAW和GMAW ，焊接了2219-T87鋁合金制的航天飛機外貯箱，使焊接工藝在貯箱的制造中向前邁進了一 大步。迄今為止，雖然焊接質(zhì)量有所提高，焊接時間有所縮短，但仍不能徹底解決焊縫及近縫區(qū)的裂紋和減少焊接氣孔等缺陷問題。1991年英國劍橋大學(xué)焊接研究所（TWI）發(fā)明了攪 拌摩擦焊接(FSW)。這種焊接技術(shù)焊接的鋁合金變形小、冶金和力學(xué)性能高、成本低和焊接時間短。 挪威在世界上最早用FSW焊接技術(shù)焊接過6 mm×16 m2的6068-T6鋁合金船面板和20 m長的鋁合金制的快艇，焊接總長達10 000 m。瑞士也研制出FSW焊機。為了加速FSW焊 接技術(shù)在工業(yè)上的應(yīng)用，1995年國際合作公司贊助了一項計劃，由TWI研究所牽頭繼續(xù)研究FSW，并用FSW焊接2000系（AlCu）、5000系（AlMg）、6000系（AlMgSi）等鋁合金，并均獲得滿意的焊接質(zhì)量。TWI研究所、美國愛迪生焊接研究所（EWI）等部門，除了研究用FSW焊接鋁合金外，還研究用它焊接黑色金屬及其它金屬。美國的航空航天工業(yè)部門對F SW開展了更多的應(yīng)用性研究，如洛馬公司、波音公司投入了大量的研制經(jīng)費，僅花在FSW 焊接工藝和設(shè)備研制上的費用就達1500萬美元，成功地焊接了德爾它Ⅱ～Ⅳ的運載火箭貯箱 。 由于FSW是在比被焊合金材料熔點溫度低的條件下完成的固態(tài)連接，所以金屬材料沒有熔化，焊接收縮變形小和力學(xué)性能損失低，與傳統(tǒng)的GMAW和GTAW熔焊技術(shù)焊接鋁合金相比，有著突出的優(yōu)點： a）不需要氬、氦保護氣體和填充材料，焊接時不需要控制焊接電流和電弧電壓參數(shù)，節(jié)省了大量材料的消耗。 b）焊前不需要對被焊接材料和焊絲仔細清理、酸洗、打磨和烘干等，不必對被焊接材料機械加工開剖口，節(jié)省了許多操作時間。 c）焊工不要求有高的操作技術(shù)。 d）焊接能量效率高，單層焊接6000系鋁合金可達12.7 mm厚度，因此適合于自動 化生產(chǎn)。 e）不存在鋁合金焊接主要缺陷，即裂紋敏感性問題，因此，容易焊接難以焊接的鋁合金材料，如7075鋁合金。 f）由于FSW可以保持合金的冶金性能，所以可焊接金屬基復(fù)合材料和快速凝固材料。 g）采用最佳的焊接參數(shù)，可以獲得無氣孔的焊縫。 h）可以焊接異種金屬，如鑄造和擠壓、鑄造和鍛造材料等。 i）用FSW可以焊接許多通常不能夠焊接的長而大的橫截面零件。 J）焊接大尺寸擠壓件變形很小。 k）焊接前工件裝配要求低，待焊接表面根部不必緊配合，根部裝配間隙允許公差低， 1.6 mm厚薄板根部裝配間隙為0.2 mm，12.7 mm厚板為1.25mm。 ?FSW是一項適合于焊接鋁合金的新技術(shù)。因為它是固態(tài)焊接，與熔焊鋁合金技術(shù)相比，具有3個主要優(yōu)點： a）固態(tài)連接消除了與熔焊有關(guān)的裂紋，即液化或固化裂紋。在最佳焊接條件下完全消除氣孔。 b）不存在焊縫金屬蒸發(fā)產(chǎn)生的合金元素損失，焊縫合金元素得到保存，因此焊接質(zhì)量得到保證。 c）由于焊接工具對材料產(chǎn)生的碾壓、攪拌和鍛造作用，可得到比基體金屬更為細小的再結(jié)晶組織，焊縫金屬強度超過了焊接熱影響區(qū)材料的強度。 用于運載火箭貯箱的材料2014-T6高強度鋁合金（中國牌號為LD10）是比較難焊接的金屬材料，其焊接熱裂紋傾向性高，焊接接頭強度系數(shù)為0.5左右，塑性不高，延伸率僅2%～3 %，補焊性能差。FSW焊接后的接頭彎曲試樣證明：接頭塑性明顯提高，彎曲角達180°，拉 伸試樣均斷在焊縫金屬外的熱影響區(qū)。2014-O狀態(tài)拉伸試樣破壞均斷在基體金屬。與熔焊接頭相比，F(xiàn)SW焊接接頭 的抗拉強度高30%～50%，焊接接頭的強度系數(shù)達0.7，斷裂韌性提高，疲勞性能與鉚接 的相同。2519-T87高強度鋁合金有優(yōu)異的沖擊性能，用于海軍先進的水陸兩用攻擊型戰(zhàn)車，但用普通熔焊時，焊接接頭塑性低，不能通過必須的沖擊驗收試驗，經(jīng)FSW焊接后的焊接接頭比熔焊接頭塑性提高，強度相同，成功地通過了彈道沖擊試驗。2195-T8鋁鋰合 金采用FSW焊接，焊接接頭力學(xué)性能比VPPA焊接接頭力學(xué)性能高得多。 FSW發(fā)展很快，已有10年。自從1995年以來，歐洲、美國和日本等一些國家對FSW開展了應(yīng)用性研究，特別是美國航空航天工業(yè)部門高度重視該技術(shù)，并用它 成功地焊接了以往難以焊接的7075鋁合金低溫燃料貯箱，其力學(xué)性能很好。5454鋁合金焊接后有很好的抗腐蝕性。? 當(dāng)前各國都在研究不同鋁合金，不同接頭形狀的焊接，著手建立材料焊接力學(xué)性能數(shù)據(jù)庫，建立飛機和航天工業(yè)用鋁合金焊接標(biāo)準(zhǔn)，并將FSW應(yīng)用擴大到汽車、造船 、鐵路 、建筑、壓力容器等部門。同時研究熔點高的鈦合金材料，包括金屬基材料在內(nèi)的泡沫鋁合金材料的焊接。? FSW焊接主要依靠設(shè)備完成，研究的重點是夾持器和特型指棒。研究證明：工具的形狀決定了焊縫金屬塑性加熱、熱塑性材料的流動和鍛造形式；夾持器的尺寸決定了焊縫 的尺寸、焊接速度；工具材料決定了摩擦加熱速度、夾持器的強度、工件溫度；所以，夾持器決定了焊縫的最終質(zhì)量。在各國的專利中，為了焊接出最好的力學(xué)性能和冶金性能、完全 無氣孔、光滑表面的焊縫，對各種各樣的特型指棒的形狀分別作了研究；對圓柱形夾持器的直徑2rs、幾何形狀、焊接速度ω、向下的作用力F以及 焊接材料厚度W的最佳配合作了研究，得出了以下結(jié)論： FSW是一種最新的非常適合于焊接鋁合金的工藝技術(shù)，具有焊接變形小、質(zhì)量高和成本低等優(yōu)點。雖然發(fā)展時間不長，在運載火箭貯箱制造等領(lǐng)域已經(jīng)獲得應(yīng)用，并在進一步 擴大。由于這種焊接工藝在航空航天工業(yè)部門的重要性，又極具潛力，目前關(guān)鍵性的焊接規(guī)范參數(shù)和工具技術(shù)還處于保密階段。我國應(yīng)要盡早開展 FSW在航天工業(yè)上的研究，用于高強度鋁合金制造的產(chǎn)品中。?