1 / 21

淺談摩擦攪拌銲 FSW 與摩擦攪拌點銲 FSSW 對於車輛工業的影響與發展

淺談摩擦攪拌銲 FSW 與摩擦攪拌點銲 FSSW 對於車輛工業的影響與發展. 指導老師：吳宗霖 班級：車輛三甲 學號： 4A015061 姓名：許軒銘. 目錄. 摩擦攪拌銲接 FSW 原理及 歷史 摩擦 攪拌點銲 FSSW FSW 在汽車產業發展 現況 結論 參考 資料. 前言.

camdyn
Download Presentation

淺談摩擦攪拌銲 FSW 與摩擦攪拌點銲 FSSW 對於車輛工業的影響與發展

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. 淺談摩擦攪拌銲FSW與摩擦攪拌點銲FSSW對於車輛工業的影響與發展淺談摩擦攪拌銲FSW與摩擦攪拌點銲FSSW對於車輛工業的影響與發展 指導老師：吳宗霖 班級：車輛三甲 學號：4A015061 姓名：許軒銘

  2. 目錄 • 摩擦攪拌銲接FSW原理及歷史 • 摩擦攪拌點銲FSSW • FSW在汽車產業發展現況 • 結論 • 參考資料

  3. 前言 • 隨著科技的進步，越來越多的加工方式也隨之而起，漸漸的非傳統加工相較於傳統加工越來越有優勢，而FSSW便是其中之一，眾所皆之鋁合金經由傳統銲接方式加工後，其強度會降低，甚至不到原本強度的50%，相較之下經由FSW銲接的鋁合金強度基本上都維持在原本的70~80%，如此明顯的差距，使得FSW在車輛工業上逐漸的崛起，其技術也日益成熟，因此我選擇了這個銲接方式來做我的報告。

  4. 摩擦攪拌銲接FSW原理及歷史

  5. 歷史 • 摩擦攪拌銲接（Friction Stir Welding），簡稱為FSW，是一項新的接合製程技術。 其最初是由英國銲接研究所（The Welding Institute , TWI）於1991年所發展出來之新式銲接方式。 有別於傳統銲接方式，此方法為一固相接合製程，可形成無缺陷的高接合品質，相較於一般熔融銲接， 可得到良好的機械性質。然而在最近幾年，摩擦攪拌銲接製程則已被廣泛地應用在其它輕金屬及其合金的接合技術上。此外摩擦攪拌銲接又比傳統的熔融銲接更具有變形量少、無需銲條與保護氣體、成本低與銲接效率高等優點，在製造產業上，已逐漸取代傳統的熔融銲接。

  6. 原理 • 攪拌桿下壓插入→肩部與工件接合→材料塑性流動→動態再結晶接合→完成銲接

  7. 優點 • 1.無需添加銲條或填料等消耗物。 • 2.接頭邊緣不需前加工處理。 • 3.銲接前不需事先清除工件表面的氧化物。 • 4.整個過程可採自動化的銲接方式。 • 5.對鋁、鎂合金銲件而言，FSW可達到高接合強度的性能要求。 • 6.可使用對於銲道裂縫敏感性較高的合金材料。 • 7.可對異種金屬進行銲接。

  8. 缺點 • 1.銲厚板材時，銲接速度比某些熔融焊接過程低。 • 2.被銲工件必須剛性夾緊。 • 3.需要背面襯板。 • 4.銲厚留有匙孔。 匙孔

  9. 摩擦攪拌點銲FSSW

  10. FSSW簡述 • 攪拌桿下壓插入→肩部與工件接合→材料塑性流動→動態再結晶接合→完成銲接

  11. 帶退出孔的攪拌摩擦點焊 • a．壓入過程：攪拌頭不斷旋轉，通過施加頂鍛壓力插入連接工件中，在壓力作用下工件與攪拌頭之間產生摩擦熱，軟化周圍材料，攪拌頭進一步壓入工件b．連接過程：攪拌頭完全鑲嵌在工件中，保持攪拌頭壓力並使軸肩接觸工件表麵，繼續旋轉一定時間c．回撤過程：完成連接後攪拌頭從工件退出，在點焊縫中心留下典型的退出凹孔。

  12. 無退出孔的攪拌摩擦點焊 • a.開始焊接時，工件放置在一剛性墊板上，攪拌摩擦點焊攪拌頭壓在工件上，攪拌頭的探針和袖筒高速旋轉，與工件摩擦產生熱量，使材料達到塑性狀態。夾套將袖筒、探針以及塑性材料密封在一個封閉空腔，防止塑性材料外溢，夾套不旋轉。 • b.當材料達到足夠的塑性狀態時，探針和袖筒一邊繼續旋轉一邊沿軸向進行相對運動，首先是探針向材料上方運動，袖筒向材料下方運動。探針向上運動為材料的運動提供空間，袖筒向下運動時會推動塑性材料發生相互攪拌與運動。 • d.當探針與袖筒反方向運動達到焊接前的平面時，探針、袖筒和夾套與工件上表麵重新回到一個平面上。探針和袖筒停止旋轉。攪拌頭整體從工件上移走，焊接完成。

  13. FSW在汽車產業發展現況 在此列舉兩家車廠為例

  14. BENZ賓士 • 新一代SL採用了多材料、不同製造工藝及連接工藝相結合的方式。如在白車身上便採用了鋁板沖壓件、真空壓鑄件、高壓鑄造件及擠出件。這些部件採用了多種連接方式，包括惰性氣體保護機器人焊接、攪拌摩擦焊、螺絲連接、鉚接及粘結等方式。

  15. HONDA本田 • 老款雅閣將發動機及轉向齒輪箱安裝在井字形鋼製副車架上，通過改變安裝在副車架上的壓鑄成形鋁合金部件將直列4缸發動機車型與V型6缸發動機車型區分開來。該鋁合金部件是以螺栓固定安裝的(圖左)。新款雅閣的車架則通過摩擦攪拌接合（FSW）工藝將鋁合金部分和鋼部分接合在一起(圖右)。

  16. 結論

  17. 藉由這兩家車廠為例，其中賓士SL系列車款走的是高價路線，本田的雅格走的是平價的消費車型，這兩家車廠為了減輕車重與保持強度，對於車身的銲接都選用了FSW與FSSW，尚不提賓士的SL系列，像本田出產的消費車種都採用了FSW的加工法，且是異種材料銲接，證明了FSW在汽車工業中有漸漸取代傳統銲接(MIG)的趨勢，且為求輕量化，兼具強度與輕重量的鋁合金逐漸從跑車上開始往平價車種擴散。由這兩家車廠來看，FSW將會是在未來車輛產業中佔有舉足輕中地位的加工方式。藉由這兩家車廠為例，其中賓士SL系列車款走的是高價路線，本田的雅格走的是平價的消費車型，這兩家車廠為了減輕車重與保持強度，對於車身的銲接都選用了FSW與FSSW，尚不提賓士的SL系列，像本田出產的消費車種都採用了FSW的加工法，且是異種材料銲接，證明了FSW在汽車工業中有漸漸取代傳統銲接(MIG)的趨勢，且為求輕量化，兼具強度與輕重量的鋁合金逐漸從跑車上開始往平價車種擴散。由這兩家車廠來看，FSW將會是在未來車輛產業中佔有舉足輕中地位的加工方式。

  18. 參考資料

  19. 榮格工業資源網 • 鄭宇哲， 〝摩擦攪拌銲之金屬接合機制探討〞，中山大學機械與機電工程學系，碩士論文，2008/07 • 自動化在線 • AI汽車網 • 金屬工業研究發展中心 • http://web.nchu.edu.tw/~weite/chii/input-l02/My%20Webs/friction_stir_welding.files/FSW.html • 欒國紅、郭德倫、張田倉、孫成彬，〝鋁合金的攪拌摩擦銲〞，中國攪拌摩擦銲中心 • 謝興達〝摩擦攪拌銲接-技術原理與產業應用〞，機械工業雜誌，第321期，98年12月

  20. ~Thanks for your attention~

More Related