主办单位:中国焊接协会 中国机械工程学会焊接学会
总        期:第122期 2005第22期
发行份数:17430份(2005/12/15)
编         辑:晓  晔       瑷  珉  

 

 行业信息     推广与应用   网员介绍     专家视点

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计算机辅助焊接工程国际学术研讨会会议及 征文通知(一号)

2006年10月19-22日,济南

(International Symposium on Computer-Aided Welding Engineering

 1922 October, 2006, Jinan, China)

 

英文通知

主办:山东大学材料连接技术研究所 
           中国焊接学会计算机应用技术(CAW)专业委员会 
           哈尔滨工业大学现代焊接生产技术国家重点实验室 
           中国焊接学会 

资助:国家自然科学基金委员会 
           山东大学 
    计算机技术的迅猛发展及制造业信息化进程的加速,使得计算机在焊接科学与技术领域的应用范围不断扩大,形成了计算机辅助焊接工程这一学科前沿。焊接过程的传感、信息处理与实时控制,焊接过程的数值模拟与仿真,焊接机器人的离线编程、远程操作和质量监控,基于数据库和专家系统的焊接生产过程信息的计算机化、网络化和智能化等等,都发生着日新月异的变化,各种创新成果不断涌现。为了进一步促进和推动计算机技术在焊接领域的应用和发展,在中国焊接学会计算机应用技术专业委员会成立20周年之际,将举办“计算机辅助焊接工程国际学术研讨会”。来自美国、德国、日本、韩国以及国内的著名焊接学者将做大会特邀报告。国际上著名的工程软件制造商也将介绍和演示最近的应用软件。 欢迎焊接领域和计算机领域的科技人员踊跃参加会议,交流研究成果和应用经验,共同推进计算机辅助焊接工程技术的发展。会议将出版论文集。会议评选出的优秀论文,将推荐给国际刊物或国内核心期刊发表。 
    1.征文范围: (1)焊接过程的数值模拟与仿真 (2)焊接过程的传感、信息处理与实时控制 (3)先进焊接工艺及自动化技术 (4)焊接机器人的应用和质量监控 (5)先进连接工艺及接头性能评定 (6)焊接应用软件 
    2.重要日期: 论文摘要投稿截止日期: 2006年3月30日 录用通知日期: 2006年5月1日 论文全文截止日期: 2006年9月1日 
    3.会议语言:英语。 (国内作者的论文,可以是英文全文,也可以用500词左右英文摘要+中文全文的方式。)
    4.会议组织机构: 
    (1)组织委员会: 主 席:武传松 (山东大学) 副 主 席:魏艳红 (哈尔滨工业大学) 
                     秘 书 长:朱志明 (清华大学) 副秘书长:高进强 (山东大学) 
    (2)学术委员会: 主 席:吴 林 (哈尔滨工业大学) 委 员: 陈丙森 (清华大学) Farson, D. (Ohio State University, USA) Kocak, M. (GKSS Research Center, Germany) Na, S.-J. (KAIST, South Korea) Tanaka, M. (Osaka University, Japan) Zhang, Y.M. (University of Kentucky, USA) 
    5.会议秘书组及联系人: 高进强 博士 
    济南市经十路73号山东大学南校区材料连接研究所(邮编:250061) 
    电子邮箱: jqg@sdu.edu.cn, gaojinqiang001@tom.com 
    电话:(0531)88395987, 13156102468 
    传真:(0531)88392711


2006年国际机器人焊接、智能化与自动化会议 (RWIA ’2006) 
暨第四届中国机器人焊接会议 (CCRW ’2006) 


2006年10月26-28日,北京,中国 

会议组织机构 

承    办: 北京航空航天大学 上海交通大学 
主    办: 中国焊接学会机器人与自动化专委会 中国焊接协会汽车专委会 中国焊接协会工程机械专委会 中国焊接学会 
协    办: 中国机械工程学会 中国焊接协会 国家863机器人主题办 国家自然科学基金委 
荣誉主席: 潘际銮  
荣誉顾问(按姓氏拼音字母排序): 冯纯伯  林尚扬  徐滨士  潘际銮  王天然  杨叔子  姚福生  张钹 

    随着先进制造技术的发展,机器人焊接及智能化焊接技术已成为装备制造业的关键技术与发展趋势。当前服役的工业机器人中,将近半数是焊接机器人,然而,由于焊接工件的装配误差、焊接环境与条件的变化、焊接动态过程的复杂性以及焊接变形的影响,致使目前实际应用中的示教再现型机器人焊接工作方式难以满足高技术焊接产品质量、精度与效率的要求。因此,研究机器人焊接智能化技术并发展新一代具有初步焊工智能行为的智能化焊接机器人系统产品已相当迫切。 
    2006年国际机器人焊接、智能化与自动化会议(RWIA ’2006)暨第六届中国机器人焊接会议(CCRW ’2006)正是在这样一种背景下举办的, 会议将于2006年10月26—28日在北京召开。RWIA ’2006也是2002年12月在上海召开的RWIA ’2002的一个系列延续会议。本次会议将为机器人焊接智能化技术、智能机器人、智能制造及相关应用领域的专家学者和专业技术人员提供一个相互交流的论坛,将有国内外知名专家学者作相关领域最新学术与技术的研究进展报告,并有世界上知名机器人公司介绍其最新焊接机器人技术进步报告,还有关于焊接机器人与自动化技术的应用状况交流报告。 
    本次RWIA ’2006会议的英文论文将由Springer Verlag作为 Lecture Notes in Control and Information Sciences正式出版,高质量的论文将被SCIE收录;CCRW ’2006会议的中文论文将由《材料科学与工艺》杂志特刊发表,高质量的论文将被EI收录。 

● 征文范围:
    包括机器人焊接、焊接智能化技术、智能机器人技术、、智能化、自动化以及相关先进制造技术等,征文范围编号如下:
 
    S1: 机器人焊接智能化技术 
    S2: 新型特种焊接机器人技术 
    S3: 机器人焊接任务规划与仿真 
    S4: 焊接机器人视觉导引与跟踪技术 
    S5: 机器人焊接质量控制 
    S6: 遥控与网络机器人焊接技术 
    S7: 焊接过程传感技术 
    S8: 焊接过程知识提取与智能控制 
    S9: 特殊环境下机器人焊接技术 
    S10: 焊接机器人应用技术问题 
    S11: 智能化、数字化和柔性焊接设备 
    S12: 智能化柔性焊接制造系统 
    S13: 特种智能机器人技术及其系统 
    S14: 其他工业机器人智能化技术 
    S15: 工业过程的智能化技术 
    S16: 机器人、智能化与自动化其他相关主题 

● 征文要求: 
    论文作者应以电子邮件向会议秘书处提交英文或中文文章的全文。中/英文论文篇幅一般为4/6页。投稿封面应包括:文章题目、作者姓名、所属单位、联系电话及电子邮件地址、文章摘要、3—5个关键词、主要作者简介,以及投稿范围编号(例如:S1 机器人焊接智能化技术)。提交的论文一律要求用MS-WORD排版,(纸质来稿须附电子版)。 

● 关键日期: 
    论文提交期限: 2006年3月30日 
    录用通知期限: 2006年 5 月30日 
    论文终稿提交期限:2006年 7 月30日 

● 联系人及地址: 

1.联系人:林涛 博士 
   地  址:上海市华山路1954号 上海交通大学焊接工程研究所 
   邮  编:200030 
   电  话:021-62932429 
   传  真:021-62932429 
   Email:rwlab@mail.sjtu.edu.cn
   http://rwia-ccrw.sjtu.edu.cn

2.联系人:汪苏 教授 
   地  址:北京市学院路37号 北京航空航天大学机械学院 
   邮  编:100083 
   电  话:010-82317734,13301028602 
   传  真:010-82317735 
   Email:wangsu@buaa.edu.cn

 

 

 


FastMES快速制造执行系统

——面向钢材下料车间的信息管理系统

MES制造执行系统可能不像ERPPDM那样为企业所熟知,但是它同样是制造业信息化,特别是生产计划和调度流程工业自动化的核心技术。在制造业信息化领域,ERP是面向企业公司级人财物的资源管理,PDM是面向企业技术设计部门的产品数据管理,而MES则是面向车间级的生产计划调度管理,它是根据ERP系统下达的生产订单,PDM系统提供的产品数据,进行生产计划的编制,作业调度,物料平衡和生产过程的组织管理,并且对生产过程中的生产信息进行采集,加工,及时反馈传递给ERP系统。可以说MES是在企业ERP资源管理、PDM产品数据管理和车间生产管理之间架起了一座信息沟通和管理的桥梁,换句话说没有MES的支撑,ERPPDM是无法有效地运用的。随着全球资源短缺的加剧,石油、铁矿石、钢材等原材料价格将会持续上涨,发展节能降耗经济,建设节约型社会已是我们经济建设的当务之急。MES作为制造业信息化和产业化的核心技术,将推动中国制造业信息化和产业化的发展,成就中国节能降耗经济,建设节约型社会。

MES是一个面向车间级的管理信息系统,它本身有着完整的应用功能和系统的架构。它所处理的信息和所实现的功能是具有管理和控制双重功能。MES的关键是在整个生产过程中的实时优化处理和实时数据的收集,它是MES的基础和生命。MES的信息不但要具有完整性,也就是所有收集的信息该收集的都要收集到。同时它对信息有明确的时序性要求。比如按照产品交货期和组装顺序,安排产品和零件的生产顺序,是MES最典型的时序性特征。同时MES有着明显的行业特征,比如冶金和石化的MES有明显的不同的特点,反映出行业的不同特征,因此我们说没有一个能够适用于所有行业的通用的MES产品。

       FastMES是由我们发思特软件(上海)有限公司自主研发的专门用于钢材切割下料的快速制造执行系统,专门面向钢材切割下料中心或车间,进行钢材切割下料生产计划的编制,钢材定额与预算,钢材板材与余料的数据库管理,以及钢板优化套料与切割设备的DNC管理,帮助企业快速节省钢材,快速提高生产效率与效益。

钢材切割下料是一个特殊的行业,具有鲜明的行业特征。首先是一个资源消耗和浪费巨大的行业。2004年中国钢材消耗量近3亿吨,全世界钢材消耗量近12亿吨,中国消耗的钢材占世界钢材总量的25%。美国一年的钢材消耗量也只有1亿吨。中国的GDP占全球GDP也就是5%,也就是说中国的GDP每增加一个单位,我们消耗的钢材资源是5个单位,这绝对是不可持续发展的,完全是靠消耗资源堆积出来的GDP的增长,这个代价是非常非常惨重的。如果到2020年中国GDP达到5万亿美元,再翻两番,钢材消耗绝对不可能再增长4倍,因为就是把全球的资源都给了中国也不够。实际上国家在规划中已经指出,到2020年我国钢材的总消耗应该控制在4.5亿吨以下,现在已经接近3亿吨,如何在2020年在钢材消耗仅增长50%的条件前提下,实现GDP再翻两番?也就是说在钢材消耗总量控制在4.5亿吨左右,使GDP达到5万亿美元?从数学角度看,这是不可能达到的!因此,这是中国经济发展面临的一个非常严峻现实的难题!

根据世界银行钢铁年鉴资料统计,中国、印度等发展中国家,在钢材切割与焊接过程中,由于缺乏的先进的优化套料技术和切割焊接设备,钢材浪费要比美国、日本等发达国家至少多浪费10%。中国去年钢材消耗量近3亿吨,多浪费10%,就是3000千万吨,相当于1~2家大中型钢铁企业的生产规模,按照每吨5000元计算,每年钢材浪费有1500亿元。对于钢材消耗量在每年1万吨量级的大中型企业,节省1%的钢材,每年就是50万元的利润,节省10%,每年就是5百万元利润。我们开发FastMES系统以及FastCAM套料软件的目的就是希望为中国节省每年1500亿元的钢材浪费,帮助企业节省10%钢材,提高10%利润。

FastMES系统框图:

 

钢材切割下料行业的另一个鲜明的行业特征就是需要先进的数控切割设备和数控切割优化套料软件。因为长久以来钢材切割主要是使用手工割枪切割和小车半自动切割,不仅切割效率低,而且切割质量差,钢材浪费严重,为提高钢材切割效率和切割质量,在过去十年里,数控切割机,从火焰、等离子到激光数控切割机,开始得到普及,切割效率和切割质量都有不同程度的大幅提高,但是由于缺乏数控切割编程与优化套料软件,导致剩余钢材堆积浪费严重,造成切割越多,浪费越多。为此,在最近二年我国开始普及数控切割优化套料软件。我们公司开发的FastCAM数控切割优化套料软件就是最成功的应用于各种数控切割机,进行优化套料,有效提高套料切割效率,节省钢材的优秀软件。

钢材切割下料行业的再一个鲜明的行业特征就是钢材的预算、采购和钢材库的管理,特别是不规则的剩余钢材的管理和重复利用。为了保持生产的持续性,企业在不能准确预算钢材需求量的情况下,不得已要通过银行贷款,购买和储备大量的钢材,造成企业沉重的资金压力和资金成本。同时,大量钢材库存以及数控切割机切割剩余的大量残料更是令企业头痛的管理环节,特别是针对不规则的剩余钢材的管理和重复利用。因为,钢材利用率低和浪费严重的最主要环节是在不规则的剩余钢材,由于不能有效管理和重复利用,只能作为废钢材卖到。因此,我们为钢材切割下料行业开发的FastMES系统,具有钢材库管理功能,能够对不规则的剩余钢材进行统计管理,并与FastCAM优化套料软件连接使不规则的剩余钢材得到重复套料利用。

钢材切割下料行业的再一个鲜明的行业特征就是切割生产计划的制定,特别是根据交货期、组装顺序和焊接的时序性,制定切割生产计划。在我国钢材切割下料行业,即使一些大中型企业上了ERPPDM系统,但是在切割生产计划的制定和执行上,还都长期停留在传统的手工操作和依靠经验和命令的管理方式,生产计划效率低,周期长,还经常出现缺件补件等延误生产周期和交货期的情况。因此,要节省钢材,必须同时提高生产计划的管理水平。FastMES系统的核心功能是根据(ERP提供的)生产订单,根据PDMCAD软件提供的零件图纸,依据产品交货期、组装顺序和焊接的时序性,迅速安排切割生产计划,计算钢材定额,提供可供套料切割的钢材明细,提供零件切割列表,与FastCAM数控切割优化套料编程软件联机实现自动套料编程,并通过DNC执行系统实现对数控切割机的现场管理。

       FastMES快速制造执行系统是专门面向钢材切割下料车间开发的制造业信息管理系统,FastMES的系统构成,首先是二个基础数据库,一是下料零件和产品图形数据库,二是钢板和余料图形数据库,这是根据零件和钢板套料编程和数控切割的工艺技术要求建立的,这是FastMES系统实施的基础;其次是切割生产计划管理系统,根据(ERP提供的)生产订单和PDMCAD软件提供的零件图纸,依据产品交货期、组装顺序和焊接的时序性,迅速建立切割生产计划,计算钢材定额,提供可供套料切割的钢材明细,提供零件切割列表,为优化套料编程做好准备。再次是优化套料与数控切割生产管理,使用FastCAM数控切割优化套料编程软件与零件数据库和钢材数据库连接,进行自动检索,查询,套料,并通过DNC执行系统实现对数控切割机的现场控制与管理;最后是生产数据报表管理功能,为企业管理部门ERP系统提高完整实时的生产成本统计数据。因此,我们说FastMES系统的功能是把钢材下料企业的设计、计划、仓储、切割这四大生产流程统一起来,实现数据共享和工作流程的高度自动化,从而有效提高下料生产效率,提高钢材利用率,最终是提高企业效益。

最后衷心祝愿FastMES系统能够在中国的钢材下料中心和钢材下料生产企业得以广泛应用,帮助中国节省钢材,帮助企业提高效益,使众多企业的ERP系统得以有效运用,促进中国制造业信息化的健康发展。


(未完待续)

 

发思特软件(上海)有限公司

总经理:李    电话:021-50803069 传真:021-50803071

Emailfastcam@fastcam.cn  Http://www.fastcam.cn

   发思特软件(上海)有限公司是专门从事FastCAM软件在中国的本地化开发、生产、销售、培训和售后技术支持。FastCAM软件公司始创于1976年,至今已有近30年的软件开发历史,专门从事钢板、钢管和H型钢等钢材数控套排切割软件的开发,一直成为世界钢材套排切割软件行业的主导产品和软件标准。
    FastCAM系列软件以丰富的切割焊接经验为基础,以优化套排技术为核心,不仅可以提高钢材切割效率和切割质量,而且有效减少钢材浪费。在过去20多年中, FastCAM公司在全球销售最多,应用最广的软件包括:
    1、 FastCUT® 排样软件,普遍用于剪床和锯床的切割下料生产管理,有效提高剪床和锯床的钢材下料利用率,显著节省钢材; 
    2、 FastSHAPES® 钣金展开放样软件,广泛使用在钣金放样下料车间,用于各种管道、容器、壳体、船体等产品的展开放样,有效提高展开放样的精度和效率,将手工气割转变为数控切割; 
    3、 FastCAM® 自动编程套料软件,是火焰、等离子、激光和水射流等数控切割机必备的套料软件,具有零件画图,DXF/DWG文件优化处理,交互式自动套料,自动编程到NC效验转换等全部功能,确保切割机“切得快、切得好、切得省”;
    4、 FastTRACK 钢板及余料图形数据库管理软件,普遍用于钢材库和剩余钢材的管理,以图形方式将板材和余料存于数据库,有效控制钢材的使用和余料的重复套料,避免余料堆积锈蚀和流失;
    5、 FastFRAME 网架钢管数控坡口切割软件,用于钢结构网架钢管结构的快速生成,所有切割钢管的展开图和NC切割程序的快速生成,直接用于网架钢管的手工切割和数控坡口切割;
    6、 FastCAM-DB零件套料数据库管理软件,用于企业建立产品及零件数据库和套料切割数据库,从而使企业研发的产品和套料资料得以积累和保存,同时使企业钢材的预算采购、套料切割、库存管理建立在优化套料计算基础上,真正提升企业技术能力和有效节省钢材。

    我们的经验和建议:为帮助企业尽快减少钢材浪费,提高套排切割效率,根据我们在美国和澳洲的长期应用经验,建议企业循序渐进,分二步走。先在每一台切割下料设备上,包括剪床、锯床、手工展开放样、数控切割机,使用相应的FastCAM套排软件,使每一台切割设备在每一次切割过程都能够根据最佳的套排方案切割,就可以达到减少钢材浪费,节省钢材的目的,同时提高了套排和切割效率。第二步再上数据库管理软件系统,使用FastCAM-DB零件套料数据库管理软件和FastTRACK钢板及余料图形数据库管理软件实现从产品零件库、套料切割资料库到钢材库的多用户数据的实时共享和各种报表的打印和管理功能,使企业的产品研发、切割生产和钢材管理建立在科学高效的数据库管理系统上。

    发思特软件公司的咨询服务热线:021-50803069 fastcam@fastcam.cn Http://www.fastcam.cn



搅拌摩擦焊的现状与发展

中国工程院院士(研究员)

高级工程师 栾国红

3 搅拌摩擦焊在国内的发展

3.1 中国搅拌摩擦焊中心的成立          

2002年,北京航空制造工程研究所与英国焊接研究所正式签署搅拌摩擦焊专利许可协议,并在技术合作的基础上成立了中国搅拌摩擦焊中心。中国搅拌摩擦焊中心的成立标志着搅拌摩擦焊技术正式登陆中国。中国搅拌摩擦焊中心全权代表英国焊接研究所,发售和管理中国地区(包括香港、澳门和台湾)的搅拌摩擦焊技术专利许可,从此为搅拌摩擦焊技术在中国地区的发展、推广和工业化应用打开了大门。

两年多来,搅拌摩擦焊在中国已经起飞;在技术、工艺、设备等方面都有了突破性的进展,并且已经在工业中得到应用,正在推动着中国轻合金结构制造业连接技术的加速发展。

3.2 搅拌摩擦焊在中国的发展

自中国搅拌摩擦焊中心成立以来,在FSW设备及工艺技术开发方面均取得了比较大的进步。

在两年时间里,该中心为国内的科研院所提供了三台研究型设备(图10),为航天、轨道车辆及兵器工业的生产企业研制了三台生产型设备(图11),为支持本中心的科研工作,分别开发了悬臂式搅拌摩擦焊接设备和平面二维搅拌摩擦焊接设备(12), 曾在2004年的北京埃森博览会展出。其中某些设备已经投入相关产品的批量化生产,产生了比较明显的社会效益和经济效益。如为常州轨道车辆牵引工程研究中心提供的FSW设备目前已用于铝合金型材的拼接(图13),为吉林一厂家生产的FSW设备已用于小型容器环焊缝的批量生产(图14.

平面二维FSW设备的研制成功,标志着国内FSW设备的研制水平已经不限于平面直缝的焊接,该设备已用于热沉器类产品如的制造,15为采用最新研制的平面二维FSW设备制造的某型号电路板外接水冷散热器,它由蛇形盖板和有蛇形槽的底座组成,将盖板与底座连接起来。在4MPa的压力下保压20分钟无渗漏,远远高于设计要求。平面二维FSW设备还可以比较容易地实现尺寸较小的曲线(圆形)焊缝的焊接或修补孔洞。

中国搅拌摩擦焊中心目前已成功地将搅拌摩擦焊应用于轨道车辆逆变电源箱体型材连接,正在进行轨道车辆部件搅拌摩擦焊工业化应用研究。常用的对接接头焊接外,也实现了搭接和T型接头的焊接,管状零件与平板件的连接及紫铜与铝合金材料的搭接焊(用于电力线路器材)

 

15 FSW技术制造的电路板外接水冷散热器

 

FSW焊缝

 
   

 

 

 

 

 
    在基础技术研究和工程技术研究方面,中国搅拌摩擦焊中心于2004年完成了预研课题《搅拌摩擦焊技术》:采用FSW技术焊接的直径2.25火箭燃料贮箱模拟件 (16) 完全达到了设计要求,通过了承压试验的考核。2004年还完成了飞机机翼结构先进连接技术综合验证平台中的FSW焊接部分——在该验证平台中,其它连接技术制造的结构均是以FSW结构为基准进行装配。在基础研究方面,开展了搅拌摩擦焊温度场及流场的数值模拟研究和搅拌摩擦焊接头的疲劳性能研究,目前均取得了阶段性研究成果。

16 搅拌摩擦焊接的运载火箭燃料贮箱模拟件

    在过去的两年间,国内一些高等院校和科研与生产单位,相继通过中国搅拌摩擦焊中心,正式获取了英国焊接研究所的专利使用许可证,开展了不少科学试验研究工作及产品开发应用.这些单位有学校:  哈尔滨工业大学 、  江苏科技大学 、  兰州理工大学。 FSW产品生产许可单位有:  常州轨道牵引传动技术研究中心  、吉林3305机械厂 航天科工集团283厂、  湖北三江红阳机械厂 、金属工业研究发展中心 ( 台湾 高雄 ) 另外,还有以个人名义,获得FSW专利使用许可的若干人

从所发表文章的内容看,国内主要研究工作方向有:铝合金FSW接头性能及缺陷形成机制;2xxx,7xxx系列难焊材料FSW接头性能提高的工艺措施;搅拌头的选材与结构设计优化;FSW过程热塑性金属的迁移规律认知;FSW产热机理及热过程;焊后热处理规范;焊接残余应力与变形;异种材料FSW连接的可行性;金属基复合材料的连接;其它轻金属及铸锻材料的连接;塑料的FSW技术等等.其中的一些研究具有工程应用背景,另一些则多为学术研究,有限元数值分析的运用方兴未艾

3.3 铝合金搅拌摩擦焊接头性能研究

   1中列出了国外研究铝合金FSW接头典型性能数据对比.材料类别不同, 通常接头系数(接头强度/母材强度)可达到0.85-1.00,这在很大程度上取决于搅拌头的形状和工艺参数.

1 铝合金FSW接头的典型力学性能

                      

在国内,中国搅拌摩擦焊中心所积累的工艺基础研究数据表明,非热处理强化铝合金,如变形防锈铝合金LF6的FSW接头强度可以达到与母材等强;可热处理强化铝合金,如硬铝合金锻铝合金LD10的FSW接头强度,在焊后约为母材的76-80%,经人工时效处理后,可与母材等强.

3.4 搅拌摩擦焊接头的质量检测与工艺标准的制订

尽管搅拌摩擦焊技术已在宇航工业、高速列车、轻型舰船以及汽车等领域得到了越来越广泛的应用;在接头质量方面,采用了许多先进的无损检测方法,如超声波相控阵检测技术等;但是,国际上还没有制定出统一的搅拌摩擦焊接头质量检验标准和工艺标准,有的只是各企业内部的企业技术标准。鉴于在中国,搅拌摩擦焊接技术应用日益扩大,中国搅拌摩擦焊中心率先制订了国内第一部搅拌摩擦焊技术企业标准,《铝及铝合金搅拌摩擦焊质量检验标准》(北京航空制造工程研究所发布,Q/9S103-2004)和《铝及铝合金搅拌摩擦焊工艺标准》(Q/9S102-2004)。

这两项标准是中国搅拌摩擦焊中心在所承担的国防基础科研课题《搅拌摩擦焊技术》的研究成果基础上制订的。在该课题中,中国搅拌摩擦焊中心完成了LF6LD10S147铝合金的搅拌摩擦焊工艺研究,并按上述标准,完成了运载火箭燃料贮箱模拟件的焊接。该模拟件已通过承压试验测试,完全满足设计要求。因此,两项标准的制订具有较强的工程实践意义。

3.5 搅拌摩擦焊在国内的发展前景

通过前两年的技术积累和市场推广,其中包括设备开发、工艺研究及产品试制等几个方面,预测在3~5年之内,FSW技术有望首先扩大应用到航天结构的生产制造中,实现我国航天制造技术中的一大跨跃式发展。

在全面性能(尤其是疲劳性能和抗腐蚀性能)研究基础上,搅拌摩擦焊接技术在航空制造领域有可能先应用到飞机制造中的某些非重要铝合金承力结构(如运输机中的载物底板等).随后,逐步向重要的铝合金承力结构中推广。FSW技术在这一领域的扩大应用可能需要较长的时间(5~10年)。但是鉴于飞机结构轻量化的需要,以及FSW技术在焊接轻合金(如铝合金、镁合金等)方面的独特优势,将FSW技术用于飞机结构的制造已是大势所趋。

铝合金型材拼接技术的开发是搅拌摩擦焊技术在工程化、市场化中量大面广的最重要领域,如轨道列车(包括高速列车,地铁列车和铝合金货运车)、快速舰船产品等.采用搅拌摩擦焊接技术在这些方面的优势是生产效率高、焊接变形小、成本低、质量好等。以铝合金列车为例,有统计表明,到2020年,我国约需新配备铝合金客车20万辆、铝合金运煤车20万辆。可见,搅拌摩擦焊接技术在我国轨道车辆、快速舰船等领域的大规模工程化应用前景也非常广阔。

4 结束语

1)      搅拌摩擦焊作为先进的固态连接技术,正在广泛应用于铝合金结构件的连接制造,大面积取代熔焊方法,尤其是在现代运载工具的高速化、轻型化进程中,技术经济效益显著;

2)      近两年来,在国内,搅拌摩擦焊基础方法研究、工程应用开发、搅拌摩擦焊设备及产品制造方面取得明显进步,促进了搅拌摩擦焊在中国制造领域的应用,正蓄势待发;

3)      搅拌摩擦焊在方法、材料、性能和效率、成本、环保等方面显示出的优越性,促进了在我国航空、航天、船舶、列车、电力等工业制造行业中的大规模工程化应用,正方兴未艾;

4) 高质量的搅拌摩擦焊连接,有赖于焊接过程对各工艺参数的精确监控:各轴的负荷、搅拌头的温升、焊接主轴转速及焊接速度等;精密设计的搅拌头、具有良好刚性的数控化机床,以及采用高精度的机器人,实现各类接头的可靠连接是发展目标;

5)      在充分正确认识搅拌摩擦焊中金属迁移流动物理本质的基础上,通过数值分析建模与仿真模拟,用物理模拟验证数值模拟 ,相辅相成,避免费时耗资的重复实验,建立搅拌摩擦焊过程理论,正确指导这项新技术在未来发展中的新突破;

6) 搅拌摩擦焊技术在未来发展中,突破高熔点金属材料连接工程化应用的关键是:搅拌头材料的正确选择,搅拌头型面的优化设计和寿命的提高.


(完)

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