通过 DP780 钢上的摩擦搅拌点焊生成圈接头

汽车行业的减重需求对圈接头和先进的高强度钢（AHSS）产生了越来越大的兴趣。然而，AHSS 点焊接头在工艺可靠性方面面临挑战。与电阻点焊相比，摩擦搅拌点焊接（FSSW）的好处是焊接温度较低，无溅，制造过程中稳定性强。

演示程序将是程嘉平和徐浩，研究生从我实验室。在此过程期间，请佩戴护目镜和手套，以防止飞溅接触或热损伤。也站在引擎盖后面或挡板后面进行保护。

使用摩擦搅拌焊机制造所有接头。使用嵌入式数据采集系统，在每次连接操作期间记录 z 轴力和穿透深度。将工具销旋转速度设置为 25，000 RPM，刀具销焊接时间为 4 秒，刀具销的速率为 0.5 毫米/秒，并插入纸张。

优化操作员的参数。转速范围为 1，000 至 2，500 RPM。停留时间范围为 2 到 10 秒，暴跌速率可以是 0.1 至 0.5 毫米/秒。

在焊接过程之前，确保没有杂质基材污染工件。用针织微纤维织物擦拭工作件的表面，以消除任何小颗粒。放置 DP 780 工作件并夹紧 35 毫米重叠的 tWo DP 780 纸张。

将清洁的零件固定到铁锤上，以防止换档。确保销清洁，防止基材污染不纯。使用针织超细纤维织物擦拭工具销的表面。

要用夹紧固定销，请先拧紧工具销。注意销夹紧步骤。确保销紧贴在机器中，以避免危险。

旋转工具被一个非旋转夹紧环包围，通过施加夹紧力，在焊接之前和焊接过程中，工件彼此牢固地压住。确认不带夹环的高速旋转销松动。将工具销放置在机床上时，出于安全原因，确保刀具销在旋转过程中不会与夹具分离。

工具销在一分钟内使用 10 到 100 RPM 的低旋转速率。速度可以在一分钟内从 100 RPM 加速到 1，000 RPM。将机器设置为转速为 3，000 RPM，停留时间为 4 秒，暴跌速率为 0.5 毫米/秒。

校准焊接位置和真实产品。将销设置在搅拌点焊机中。销和工作件之间的间隙小于 5 厘米，用于校准接头位置。

确认位置后，继续焊接过程。在高速旋转下使用工具开始焊接过程，将工具销插入工件中。工具肩触动工作部件，停止旋转，并缩回销。

对于暴跌，首先打开搅拌按钮。当机器预热时，确认刀具销始终以 2，500 RPM 转速运行。确保工具销在转速为 2，500 RPM 时很好地夹紧。

针脚在高速旋转下在工作件中俯冲，肩部以高角度接触工作件。当暴跌工具销继续在工作件中搅拌时，软化销的界面和材料从摩擦热中产生颗粒。当工具销的肩部与工作件的顶部接触时，停止该过程，因为工具销的高旋转会产生高温。

必须穿戴确保操作安全的保护装置。在垂直方向上绘制工具销。步骤后，销在圈接头上创建钥匙孔焊接点。

请注意，摩擦搅拌点焊缝在此步骤中停止。关闭机器电源。焊接完成后，从铁锤中拆下工件。

观察样品有裂纹和缺乏融合。完成该步骤后，从夹紧环上拆下工具销。在文本协议中描述的机械性能评估之前，会观察和检查工具销的外观。

摩擦搅拌点焊接在 DP 780 板材中心创建钥匙孔，为两张板材创建接头。从板顶到钥匙孔底部表面测量钥匙孔的停留深度。将显示居住深度测量值，其中设置值为 2 厘米，实际值为 1.92 到 1.98 厘米。

此图像显示了 DP 780 纸张中焊接点的关键孔整体视图。分析区域包含四个部分，基础金属、热受影响的区域、热力学受影响的区域和搅拌区。对基础金属微观结构的分析表明，材料性能没有变化。

受热影响区呈现马腾石岛。钥匙孔附近的热水瓶机械影响区的微观结构的特点是针状马腾石和细线子铁的混合物，而钥匙孔周围的搅拌区则揭示了细粒马腾石和孔隙度。AHSS焊圈接头摩擦搅拌点焊接潜力巨大。

平均而言，传统的钢制车身汽车有2000多个点焊圈接头。按照此步骤，可对硬圈接头执行刀具销的材料和设计几何形状。较长的生命周期将是此过程的需求。