新华社上海7月1日电,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。
日前,负责推广这项技术的上海产业技术研究院智能制造技术部主任闵国全告诉记者,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,因此,上海产业技术研究院将与上海航天设备总厂一起转化和推广这一成果。闵国全介绍说,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熔化焊接头,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,加工过程几乎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,并且可以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。
据介绍,在国外搅拌摩擦焊技术已成为工业化的铝、镁、铜等材料的主导焊接工艺,并广泛应用于航天航空、轨道交通、汽车制造、电力电子、船舶制造等行业。搅拌摩擦焊在大型密封结构的制造上已全面取代传统的电弧熔焊。
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。
|