同种材质摩擦焊接头焊缝的组织及性能及研究开题报告

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1、毕业论文开题报告题目同种材质摩擦焊接头焊缝的组织及性能研究学生姓名周杨学号0814054323所在院(系)材料科学与工程学院所在班级材控086指导教师张会2012年3月8日6题目同种材质摩擦焊接头焊缝的组织及性能研究一、选题的目的及研究意义目前我国摩擦焊技术的应用比较广泛，可焊接直径3.0～120mm的工件以及大截面管件，同时还开发了相位焊和径向摩擦焊技术，以及搅拌摩擦焊技术。不仅可焊接钢、铝、铜，而且还成功焊接了高温强度级相差很大的异种钢和异种金属，以及形成低熔点共晶和脆性化合物的异种金属。如高速钢—碳钢、耐热钢—低合金钢、高温和金—

2、合金钢、不锈钢—低碳钢、不锈钢—电磁铁以及铝-铜、铝-钢。【1】摩擦焊的特点与传统的焊接方法相比，摩擦焊具有以下优点：①焊件准备容易，自动化程度高，成本低；②焊机使用标准三相电源，功率小，省电；③焊接过程清洁，无烟雾、焊渣，无消耗件材料如焊剂、气体、填充金属；④能产生锻制质量的焊接接头，在其接触区域对接接头的产生率达１００％；⑤无固化缺陷及焊缝内在的非连续性缺陷。[2]摩擦焊作为一种优质、高效、低耗、清洁的先进固态焊接连接工艺，在高新技术产业和传统产业部门具有巨大的技术潜力和广阔的市场应用前景。在航天工业中，军用航空航天发动机转子部件（

3、盘+盘、盘+轴），飞机锻件起落架与拉杆之间双金属飞机铆钉，飞机钩头螺栓等，在汽车工业，汽车及工程机械上风扇轴支座组件、空心后轴、前悬架、自动变速器输出轴、起动机小齿轮组件、速度选择轴、变扭器盖哦、转向节、涡轮传动轴、连轴齿轮、安全气囊等，在石油工业，地质取钻芯具，抽油杆、油井钻杆等，在军工企业中，引信内衬，炮弹前壳体组件，弹体薄壁导带等的焊接均采用了摩擦焊工艺。如何针对材料的特点选择合理的摩擦焊接工艺路线，寻找最佳的工艺参数，并最终选择一种可靠的检测方法，对摩擦焊焊接技术在先进材料连接上的推广，并对先进材料在各个领域的被广泛应用具有重要

4、的实用意义。[3]本课题主要通过研究在摩擦焊下同种材质的焊接接头焊缝的组织及性能，分析焊接接头与母材的组织和显微硬度；并得出结论。二、综述与本课题相关领域的研究现状、发展趋势、研究方法及应用领域等1．研究现状最初的摩擦焊机是由普通的车床改而成，其功能单一，转速较低，焊接过程由人工手动控制，那时的摩擦焊机实用意义不大。自1963年第一台用于焊接钢缆的摩擦焊机问世及1964年福特汽车公司将摩擦焊运用于汽车尾轴的焊接以后，摩擦焊接便得到了广泛的研究和应用。70年代初，美国GE公司在军用发动机转子部，件的制造中率先采用了惯性摩擦焊接技术，并取得

5、了成功，这有力地带动了德国MTU公司、美国P&W公司和英国RR公司焊接技术的改造和更新。在美国惯性摩擦焊接被广泛应用于飞机制造和航天工业。80年代中期，挪威的S.B.Dunkerton等人在轴向摩擦焊机上实现了天然气、石油管道的径向摩擦焊。国外已研制出用于焊接外径150mm管道的径向摩擦焊机，正准备研制250mm管道的径向摩擦焊机。美国张伯伦公司研究了M482A(155mm6)炮弹带径向摩擦焊工艺。径向摩擦焊外，为焊接方形、圆形、多边形截面有相位要求的工作，国外发展了相位摩擦焊，并生产了相应的焊接设备。英国剑桥焊接研究所研制了线性摩擦焊

6、机；为了解决平板的对接国外研究了搅拌摩擦焊，并成功地用于铝合金板的对接。我国是最早实现了从事摩擦焊接技术研究的国家之一。自1957年利用封闭加压原理成功实现了铝-铜摩擦焊后，摩擦焊技术已被广泛应用于刀具、锅炉蛇形管、轴瓦及石油钻工艺的焊接。由于国内生产的摩擦焊机只有轴向摩擦焊机，大多都是连续摩擦焊机，因此，国内摩擦焊工艺研究和应用仅仅局限于轴向摩擦焊，并且主要用连续摩擦焊工艺。长春焊机厂为国内摩擦焊机的定点生产厂，他们生产的摩擦焊机有十余个品种，轴向推力从50-1200KN，其中仅有一种轴向推力为60KN的惯性摩擦焊机。目前与德国KUK

7、A公司合资，已生产出40T的连续驱动轴向摩擦焊机其他从事摩擦焊机研制的有：哈尔滨焊接研究所和上海机电研究院。国内已从MTI公司引进了数台惯性摩擦焊机。航空工业总公司已从MTI公司引进一台推力为3780KN的惯性摩擦焊机，用于航空发动机转子焊接，并计划引进一台。国内从事摩擦焊工艺研究的单位有北京航空材料研究所（621所）、西北工业大学和交通大学。北京航空材料研究所得设备为推力20吨的连续、惯性两用的摩擦焊机，主要从事航空发动机转子的焊接工艺研究。西北工业大学的设备为长春焊机厂生产的C25（推力25吨）连续驱动摩擦焊机，有一个较为齐备的摩擦

8、焊实验室，从事摩擦焊机理、参数检测及石油钻杆摩擦焊工艺研究。西安交通大学仅有一台长春焊机厂得C4（推力4吨）连续驱动摩擦焊机，开展摩擦焊机理研究。1993年兵器工业第五九研究所和北京航空材料研究院在轴向摩擦