本文详细介绍NASA大型火箭搅拌摩擦焊采用的焊接技术的题和四川搅拌摩擦焊设备相关的话题，希望对大家有所帮助!
NASA大型火箭上使用的焊接技术——搅拌摩擦焊
WJ有一篇文章介绍了NASA最新大型火箭所使用的焊接技术。《前往月、火星及更远的地方NASA的太空发射系统——新技术驱动这支最先进火箭的组装》，推动了目前正在使用的一些先进焊接技术，并已被证明相对成熟。其中一些非常有趣，以至于您必须学习它们，因为您不理解它们。
首先简单介绍一下主角。NASA的下一个大型运载火箭，太空发射系统SLS，是美国历史上最先进、最复杂的火箭系统。SLS火箭的核心级高212英尺，直径276英尺，主要由液氢罐和液氧罐组成。
核心级的大部分制造和开发工作是在位于阿拉巴马州亨茨维尔的NASA乔治C马歇尔太空飞行中心的EM32先进焊接设施中进行的。
据称，液氢罐采用多种摩擦连接工艺，包括传统搅拌摩擦焊、自反应式搅拌摩擦焊和摩擦塞焊。
我们对搅拌摩擦焊还了解一点，与传统的熔焊相比，搅拌摩擦焊在焊接2000系列铝合金时通常可以提供更高的接头强度比。固态焊获得的接头强度比通常为75，而传统电弧焊获得的接头强度比为58。搅拌摩擦焊自引入航空航天项目以来一直受到青睐，因为工艺的持续优化可确保高质量的可靠性。
不过，这是我第一次听说文章中提到的自反应搅拌摩擦焊和摩擦塞焊，所以我会研究一下。
01
自响应搅拌摩擦焊
自响应搅拌摩擦焊还有一个名字叫bobbin-tool搅拌摩擦焊，也叫bobbin搅拌摩擦焊，这个名字形象地展示了SR-FSW的工具头。不过，我个人认为称之为自平衡搅拌摩擦焊更为合适。
一般来说，搅拌摩擦焊在操作时需要施加非常大的向下的力，并且必须在板的背面设置较大的切割板来平衡该向下的力。这恰恰了传统搅拌摩擦焊的应用范围。为了更好地将搅拌摩擦焊应用于燃料箱，美国宇航局马歇尔航天飞行中心发明了自响应搅拌摩擦焊，将传统的搅拌针分为两部分，包含两个上下肩部和两个轴。肩部施加反向力以平衡板和搅拌针的轴向力。因此，这种方法完全消除了切菜板配件的。此外，应用自响应搅拌摩擦焊可以增加焊接过程中的热输入，并实现对称的焊接几何形状。
02
摩擦塞焊
众所周知，搅拌摩擦焊在焊接后会留下小孔，而这些小孔就像它们背后的切菜板一样，也是搅拌摩擦焊应用的一个难点。
在摩擦塞焊之前，有一种类似的方法称为摩擦推塞焊，与传统摩擦焊类似，焊接时需要一块切割板支撑背面。否则整个焊接区域将会“下沉”。然而，在实际应用中，许多结构不允许在焊缝背面添加支撑砧。为此，美国宇航局马歇尔太空飞行中心发明了摩擦塞焊。从照片中可以看到，具体过程是先钻一个小孔，然后将其插入到平截头体中，在板的外侧添加切割板，在旋转平截头体的同时施加拉力，然后将剩余的锥体取出。焊接完成后，通过加工制成塔形。
焊接设备照片
焊接原理示意图
整个流程示意图
接合面的微距摄影
关节截面宏观照片
摩擦塞焊的主要优点在于，通过将“压力”转换为“拉力”，砧座可以转移到结构件的外部而不会使焊缝区域变形，这大大增加了这种焊接方法的通用性。
总结
NASA马歇尔航天飞行中心对搅拌摩擦焊的两项技术更新，有效解决了2系铝合金大型燃料箱的焊接题。这两项创新，一是通过“一对二”实现均势，二是通过“”实现均势。“转变方向实现大空间作业”打破了传统方法的局限性，有效推动了搅拌摩擦焊的发展。
一、什么叫双轴搅拌摩擦焊？
搅拌摩擦焊作为一种新型固态连接方法，有效克服了铝合金熔焊接头的气孔缺陷、裂纹等缺陷，具有接头残余应力和变形小、环保无污染等优点。双肩搅拌摩擦焊是对现有搅拌摩擦焊的补充，有效解决了现有搅拌摩擦焊翻转力大、背焊不完整、根部缺陷等题。
二、中型搅拌摩擦焊的原理是什么？
中型搅拌摩擦焊是搅拌相互接触的两个金属工件表面，利用机械运动产生的摩擦热使金属软化，将两个工件连接在一起的固体焊接技术。通过机械压力。具体原则如下。1-摩擦生热带有焊头的搅拌工具旋转时，与金属工件表面产生摩擦，将机械能转化为热能。2-材料软化金属工件表面因摩擦热而局部温度升高，但未达到熔点。在此温度下，金属材料变软但仍保持固态。3-机械搅拌搅拌工具通过旋转和向下的压力对软化的金属进行机械搅拌。在搅拌作用下，工件表面的金属颗粒被搅动，形成均匀的接合区域。4-冷却凝固随着搅拌工具的通过，接缝处的金属冷却并再次开始凝固。由于是固态焊缝，没有液态金属的凝固过程，因此焊缝的强度和耐腐蚀性较高。介质搅拌摩擦焊可以焊接多种合金，避免了传统熔化焊工艺中惰性气体保护和焊接污染的题，特别适合焊接高强度材料。此外，FSW更安全、更环保，因为焊接过程中不会产生焊接烟雾或火花。
三、搅拌摩擦焊焊如何减少表面鼓皮？
为了减少搅拌摩擦焊过程中出现的表面结皮现象，可以考虑采取以下措施
1、焊接变量控制合理选择搅拌摩擦焊的转速、下压力、加热温度等变量，避免转速、压力过高和加热温度过高。这减少了局部过热和过度应变，并减少了表面鼓起现象。皮肤危险。
两侧预处理对焊缝表面进行适当的预处理，包括除油、除锈等，保证焊缝表面清洁、焊缝接触良好。
3-使用合适的焊接材料选择合适的焊接材料，选择符合特定工件要求的焊接材料，可以减少材料失配和变形。
4、焊接时间控制控制焊接时间，防止焊接时间过长，可以降低表面过热和过度变形的风险。
5-工艺设计优化合理进行接头设计，选择合适的接头形状和焊接路径，减少焊接过程中焊接接头的变形和应力集中，从而减少鼓头的发生。
以上是减少搅拌摩擦焊表面滚筒皮的一些通用方法，应根据具体情况综合考虑和调整。
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