飞机结构件实现回填式搅拌摩擦点焊焊接

在制造金属结构的过程中，通常需要将两个或三个以上的构件组合起来，而构件之间的组合则需要一定的连接方式。铆接，焊接等连接方式被广泛应用于航空航天，汽车等诸多领域.右侧是ХХ飞机蒙皮、梁，汽车座椅都是通过铆接的方式连接在一起，且铝型材结构件的焊接则需要防护措施的保护。

通俗的讲，铆接是指在几块固定的搭接的板上打孔，将铆钉放入，然后将铆钉铆死最后将两块板连在一起的方法。铆接不仅会增加结构重量而且因局部打孔将引起应力集中。传统熔化焊因焊缝温度过高易引起焊接缺陷，如热裂纹，气孔，组织不均匀等，且在焊接过程中有飞溅。

对于航空航天设备来说，减轻重量意味着节约成本，减少缺陷意味着提高结构质量，能够实现这两者完美结合的搅拌摩擦点焊工艺应运而生。搅拌摩擦点焊由搅拌摩擦焊发展而来的，在焊接过程中焊接温度低于材料熔点，无飞溅，无噪音，是一种绿色无污染的固相连接方法。焊接所使用的搅拌头由外部轴套，轴肩及搅拌针组成。在焊接之前，内部轴肩与搅拌针处于轴套之上的安全位置；在焊接过程中，轴套紧压试件，起到固定结构的作用，轴肩开始下扎与此同时搅拌针往上运动，材料也随之流动到搅拌针预留的空间，达到预定下扎深度后，轴肩回抽，搅拌针回填，使轴肩与搅拌针同时回到一个平面；焊后轴套上抬，轴肩与搅拌针同时回到原来的安全位置。

下图是由常州兰生公司的合作伙伴中航工业（中国搅拌摩擦焊中心）自主设计研发的搅拌摩擦点焊机上试验得到的试件。焊点表面平整光滑，不存在匙孔；焊接不需扎透试件，确保试件的完整性。

　　如下是飞机地板梁的搅拌摩擦点焊试验件。地板梁中间是1.5mm腹板、一侧是置于下方的4mm厚T型橼条组成，另一侧由置于最上方的1.8mm厚的L型架与最下方的L橼条组成。采用中航工业赛福斯特公司自主研制的搅拌头，在搅拌摩擦点焊机上不仅可实现各种牌号铝合金的的两层搭接，我们也顺利完成型架、腹板与橼条的三层搭接，焊接厚度可达4mm左右！地板梁试件的成功焊接，不仅可部分代替传统铆接，以减轻飞机重量，同时为中国的航空材料连接方式起到了无可比拟的作用！

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