外文翻譯畢業(yè)設(shè)計(jì)題目：火箭燃料貯箱FSW焊接用組合夾具設(shè)計(jì)原文1：Frictionstirweldingforthetransportationindustries譯文1：攪拌摩擦焊在運(yùn)輸行業(yè)上的應(yīng)用攪拌摩擦焊在運(yùn)輸行業(yè)上的應(yīng)用作者：W.M.Thomas,E.D.Nicholas國(guó)籍：英國(guó)出處：愛(ài)思唯爾科技部本文將重點(diǎn)介紹較新興的技術(shù)攪拌摩擦焊（簡(jiǎn)稱(chēng)FSW）。像所有的摩擦焊接一樣，F(xiàn)SW也是在固相中進(jìn)行的。一般的固相焊接方式是以一種古老的冶金工藝的形式被人們所熟知。攪拌摩擦焊接是一個(gè)比被加工面更硬的攪拌頭連續(xù)自發(fā)無(wú)損耗的熱剪切過(guò)程。另外，F(xiàn)SW產(chǎn)生的固相，以相對(duì)較低的代價(jià)得到變形小，表面不錯(cuò)的焊接面。從本質(zhì)上講，外形特殊的攪拌頭的一部分插入接縫處。一旦進(jìn)入焊縫，有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的攪拌頭與工件摩擦生熱從而在接觸的部分地方產(chǎn)生一個(gè)塑性變形區(qū)域。在工件的頂部和攪拌頭軸肩的接觸區(qū)域也會(huì)產(chǎn)生摩擦熱。軸肩區(qū)域產(chǎn)生的額外的摩擦熱提供了焊縫區(qū)并且起到了防止塑形狀態(tài)材料溢出的作用。然后攪拌頭沿著工件上的分型線前行，背后的塑性材料接合形成固相焊縫。雖然工件在攪拌摩擦焊時(shí)會(huì)變熱但是不會(huì)達(dá)到熔點(diǎn)。攪拌摩擦焊可以加工大多數(shù)鋁合金，并且不容易生成表面氧化物。到目前為止的實(shí)驗(yàn)證明，大部分適用于汽車(chē)、鐵路、海運(yùn)和航空運(yùn)輸產(chǎn)業(yè)的輕質(zhì)材料都可以應(yīng)用FSW來(lái)焊接。關(guān)鍵詞：攪拌摩擦焊運(yùn)輸產(chǎn)業(yè)固相介紹:最近，一種新奇的摩擦焊接工藝吸引了有色金屬材料的制造廠家。這種相對(duì)新穎的工藝被稱(chēng)為攪拌摩擦焊接（FSW），作為一種固相工藝能提供高質(zhì)量的焊接和焊縫。這種攪拌摩擦焊接工藝被證明適用于制造高質(zhì)量焊縫，并且可以用于大多數(shù)材料，包括那些在傳統(tǒng)融合工藝看來(lái)很難焊接的材料。圖1闡釋了這種工藝的基本原理。這一工藝在焊接時(shí)通過(guò)一種比工件更硬的攪拌頭旋轉(zhuǎn)著與工件產(chǎn)生摩擦熱，以這種方式通過(guò)熱環(huán)境軟化鄰近焊縫區(qū)域的材料來(lái)焊接。這個(gè)攪拌頭的形狀是由一個(gè)大直徑的軸肩與小直徑的軸肩外加一個(gè)特殊的攪拌針組成。攪拌針第一次與工件接觸是在接縫區(qū)域。最初插入時(shí)的接觸摩擦在攪拌針周?chē)约皵嚢栳樝旅嫘^(qū)域范圍內(nèi)融出一個(gè)圓柱形。插入深度由攪拌針到攪拌頭軸肩的距離決定。軸肩與工件的接觸給予焊縫區(qū)額外的摩擦熱，保證了在焊接過(guò)程中高度塑化材料不會(huì)溢出。一旦軸肩接觸到相鄰的熱軟化區(qū)域?qū)⑿纬膳c攪拌頭幾何形狀相對(duì)應(yīng)的截頭錐體區(qū)域。這個(gè)熱軟化區(qū)的頂部更廣泛的與軸肩接觸并逐漸減小到與攪拌針底部一樣大小。攪拌針與軸肩的摩擦熱合并后在攪拌針附近與軸肩和工件接觸的區(qū)域產(chǎn)生了塑形流態(tài)材料。物質(zhì)流在攪拌頭處環(huán)繞并在攪拌頭后合并。攪拌摩擦焊可以被視為一個(gè)自發(fā)的鎖孔接縫技術(shù)。這種合并焊接是自然的固相，沒(méi)有顯示出熔焊的缺陷。無(wú)需消耗填充材料，沒(méi)有用到保護(hù)氣體，無(wú)邊緣配備。引起的扭曲也遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其他任何熔焊技術(shù)。實(shí)驗(yàn)所用鋁材料厚度范圍在1到75mm。FSW焊接試驗(yàn)：早期的勘探開(kāi)發(fā)性試驗(yàn)用的是6082T6型鋁合金，厚度范圍是1.6到12.7mm。最近的試驗(yàn)把厚度范圍擴(kuò)展到75mm以上。金相檢驗(yàn)圖2-4展示了一系列6082T6鋁合金在厚度為50mm和75mm焊接時(shí)的可能性。這些焊接時(shí)的宏觀金相試片特點(diǎn)是有明確界定的焊縫塊和流動(dòng)輪廓，輪廓近球形，這些輪廓依賴(lài)于攪拌頭設(shè)計(jì)和焊接參數(shù)以及工藝條件。熱處理材料的一個(gè)明確的熱影響區(qū)域是圍繞在焊接塊區(qū)域和延伸到工件表面與軸肩直徑焊接處。焊接塊本身就是一個(gè)區(qū)域，那里有全動(dòng)態(tài)重結(jié)晶出現(xiàn)，由細(xì)小的等軸晶粒結(jié)構(gòu)組成。測(cè)得的晶粒直徑大小在2到4m。通常情況下，基材的化學(xué)性是保留的，沒(méi)有任何合金元素偏析。從50mm厚的焊接試驗(yàn)處得到的硬度數(shù)據(jù)記錄為下值：金屬斷面的顯微鏡觀察焊接樣品是從6082T6金屬的基材的焊接塊區(qū)域的彎曲斷裂處開(kāi)槽口取50mm厚得到。斷裂表面用掃描電子顯微鏡進(jìn)行了研究。基材與焊接塊焊接失敗的原因在于微孔聚合機(jī)制，如圖3.然而，在焊接塊樣本中缺少相對(duì)較大的微孔，這可能是由于在攪拌焊接時(shí)主要的組成粒子破裂了。機(jī)械完整性金屬板厚度達(dá)50mm，橫向截面彎曲測(cè)試為180度。圖4展示了當(dāng)橫向截面部分是從75mm厚的鋼板處截取時(shí)的三點(diǎn)彎曲測(cè)試的情況。圖4還展示了在175牛頓平方米的熱影響區(qū)時(shí)，一些拉伸試驗(yàn)通常都會(huì)失敗。局部減少厚度的樣品在拉伸試驗(yàn)中對(duì)應(yīng)區(qū)域的硬度下降。工藝特點(diǎn)：英國(guó)焊接研究所（TWI）的實(shí)驗(yàn)研究工作在于評(píng)估各種材料和發(fā)展其他摩擦攪拌焊接用攪拌頭，旨在改善在攪拌針附近的流動(dòng)塑形材料，并且能夠加工更厚的金屬板和擁有較高的進(jìn)給速度。圖5說(shuō)明了所有旋轉(zhuǎn)機(jī)械固有的自然動(dòng)態(tài)軌道。這個(gè)偏心或多或少算是攪拌摩擦焊的一部分特點(diǎn)。偏心使流性不可壓縮的塑性材料更容易在攪拌針附近流動(dòng)。由此可見(jiàn)，一個(gè)偏心的或非圓的攪拌針也允許塑性材料通過(guò)其周?chē)；旧线@是大多數(shù)的動(dòng)態(tài)軌道探針與靜態(tài)位移探針的關(guān)系，這有助于提供給塑性材料在旋轉(zhuǎn)攪拌頭間的一個(gè)從前緣到后沿的流動(dòng)路徑。針對(duì)不同的材料所做的攪拌頭，文獻(xiàn)中已經(jīng)有大量的幾何形狀與風(fēng)格。攪拌頭定位時(shí)垂直于旋轉(zhuǎn)攪拌頭的前緣，提供了一個(gè)摩擦預(yù)熱的效果，隨后工件的熱軟化發(fā)生在探頭的前面。這種預(yù)熱在焊接較硬或比較困難的材料時(shí)是一種優(yōu)勢(shì)。旋轉(zhuǎn)攪拌頭的軸肩區(qū)域與結(jié)合表面接觸的越多，摩擦產(chǎn)熱就越有優(yōu)勢(shì)。然而軸肩區(qū)域的增加是由材料限制的，往往會(huì)在焊接表面產(chǎn)生閃光。攪拌摩擦焊在運(yùn)輸行業(yè)的潛力：攪拌摩擦焊的潛在應(yīng)用范圍最初是鋁、銅、銅合金、鉛、鈦，鋅等材料，如下：航空領(lǐng)域的機(jī)身，燃料罐，薄合金表面汽車(chē)制造業(yè)的薄車(chē)體，引擎支撐架運(yùn)輸行業(yè)中的火車(chē)車(chē)身，大體積運(yùn)輸罐造船業(yè)中高速渡輪的船體，甲板，內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及液化石油氣儲(chǔ)存容器攪拌摩擦焊技術(shù)將會(huì)應(yīng)用到更薄的板材并且有更高的橫向速度能產(chǎn)生泡沫填充截面。隨著技術(shù)的發(fā)展，更易彎曲的薄質(zhì)板材的疊加焊接正在研究中。可移動(dòng)回應(yīng)性支承砧圖6展示了一個(gè)微型的卡特彼勒履帶，它能為旋轉(zhuǎn)攪拌頭提供實(shí)體支持，即“移動(dòng)砧”。這樣的設(shè)計(jì)適應(yīng)一些組合結(jié)構(gòu)，像傳統(tǒng)的電阻焊接技術(shù)和應(yīng)對(duì)材料厚度等于或小于1.5mm的情況。移動(dòng)砧可以適當(dāng)?shù)暮蜋C(jī)器人對(duì)接