畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告題目C型攪拌摩擦焊機機械結(jié)構(gòu)設(shè)計專業(yè)名稱機械設(shè)計制造及其自動化班級學號078105337學生姓名袁振東指導教師張曉榮填表日期2011年3月15日說明開題報告應(yīng)結(jié)合自己課題而作，一般包括：課題依據(jù)及課題的意義、國內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢（含文獻綜述）、研究內(nèi)容及實驗方案、目標、主要特色及工作進度、參考文獻等內(nèi)容。以下填寫內(nèi)容各專業(yè)可根據(jù)具體情況適當修改。但每個專業(yè)填寫內(nèi)容應(yīng)保持一致。一、課題的意義攪拌摩擦焊技術(shù)發(fā)明至今14年以來，無論在國外還是在國內(nèi)，已經(jīng)成功跨出試驗研究階段，發(fā)展成為在鋁合金結(jié)構(gòu)制造中可以替代熔焊技術(shù)的工業(yè)化實用的固相連接技術(shù)；這項新型的焊接技術(shù)在航空航天飛行器、高速艦船快艇、高速軌道列車、汽車等輕型化結(jié)構(gòu)以及各種鋁合金型材拼焊結(jié)構(gòu)制造中，已經(jīng)展示出顯著的技術(shù)和經(jīng)濟效益，諸如：根除了熔焊所固有的焊接缺陷（氣孔、凝固裂紋等）、提高了接頭和結(jié)構(gòu)的連接質(zhì)量、降低了焊接變形等；并且在其他輕金屬如鎂、銅、鋅等材料結(jié)構(gòu)的制造中也正在實施工程化應(yīng)用。與攪拌摩擦焊相適應(yīng)的焊接新裝備和攪拌工具的發(fā)展也非?？?，為實施攪拌摩擦焊工藝方案（如消除攪拌匙孔）及提高各類材料接頭的質(zhì)量，各種類別的新型攪拌摩擦焊接設(shè)備、自動化裝置及機器人攪拌摩擦焊機等相繼問世。攪拌摩擦焊目前的發(fā)展目標之一是攻克在高熔點金屬材料連接中的難題，諸如：普通碳鋼、不銹鋼、鈦合金、甚至高溫合金等結(jié)構(gòu)材料的固相連接，進一步優(yōu)化攪拌工具的型體設(shè)計與材料選取，以及焊接過程參數(shù)的監(jiān)控及焊接質(zhì)量實時檢測和控制,制訂標準。二、國內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢（含文獻綜述）：1991年,英國焊接研究所（TheWeldingInstitute-TWI）發(fā)明了攪拌摩擦焊（FrictionStirWelding-FSW），這項杰出的焊接技術(shù)發(fā)明正在為世界制造技術(shù)的進步做出貢獻。在國外,攪拌摩擦焊已經(jīng)在諸多制造領(lǐng)域達到規(guī)?；?、工業(yè)化的應(yīng)用水平。如在船舶制造領(lǐng)域，在1996年攪拌摩擦焊就在挪威MARINE公司成功地應(yīng)用在鋁合金快速艦船的甲板、側(cè)板等結(jié)構(gòu)件的流水線制造。在軌道車輛制造領(lǐng)域，日本HITACHI公司首先于1997年將攪拌摩擦焊技術(shù)應(yīng)用于列車車體的快速低成本制造，成功實現(xiàn)了大壁板鋁合金型材的工業(yè)化制造。在世界宇航制造領(lǐng)域，攪拌摩擦焊已經(jīng)成功代替熔焊實現(xiàn)了大型空間運載工具如運載火箭和航天飛機等的大型高強鋁合金燃料貯箱的制造，波音公司的DELTAII型和IV型火箭已經(jīng)全部實現(xiàn)了攪拌摩擦焊制造，并于1999年首次成功發(fā)射升空。2000年世界汽車工業(yè)，如美國TOWER汽車公司等就利用攪拌摩擦焊實現(xiàn)了汽車懸掛支架、輕合金車輪、防撞緩沖器、發(fā)動機安裝支架以及鋁合金車身的焊接。2002年8月，美國月蝕航空公司利用FSW技術(shù)研制出了全攪拌摩擦焊輕型商用飛機，并且首次試飛成功。截至2004年9月，全世界約有130家各個行業(yè)的公司和大學、研究機構(gòu)獲得了英國焊接研究所授權(quán)的攪拌摩擦焊非獨占性專利許可。已經(jīng)有多個國家如：英國、美國、法國、德國、瑞典、日本和中國等,把攪拌摩擦焊技術(shù)擴大應(yīng)用的同時,在世界范圍內(nèi)申請了與攪拌摩擦焊相關(guān)技術(shù)的專利.自1997年起平均每年有100120項攪拌摩擦焊技術(shù)專利申請；到2004年底，全世界已經(jīng)公開的攪拌摩擦焊專利申請達到了1218項。作為一種新型制造產(chǎn)業(yè),攪拌摩擦焊技術(shù)正在世界范圍內(nèi)興起！1攪拌摩擦焊的技術(shù)特點攪拌摩擦焊作為一項新型焊接方法，用很短的時間就完成了從發(fā)明到工業(yè)化應(yīng)用的歷程。目前,在國際上還沒有針對攪拌摩擦焊公布的統(tǒng)一技術(shù)術(shù)語標準，在攪拌摩擦焊專利許可協(xié)會的影響下，業(yè)界已經(jīng)對攪拌摩擦焊方法中所涉及到的通用技術(shù)術(shù)語進行了定義和認可。圖1示出了攪拌摩擦焊所用到的主要描述性術(shù)語。圖1攪拌摩擦焊原理示意與名詞術(shù)語攪拌摩擦焊技術(shù)所涉及到的主要技術(shù)術(shù)語定義如下：攪拌頭（Pintool）攪拌摩擦焊的施焊工具；攪拌頭軸肩（ToolShoulder）攪拌頭與工件表面接觸的肩臺部分；攪拌針（ToolPin）攪拌頭插入工件的部分；前進側(cè)（AdvancedSide）焊接方向與攪拌頭軸肩旋轉(zhuǎn)方向一致的焊縫側(cè)面；回轉(zhuǎn)側(cè)（RetreatingSide）焊接方向與攪拌頭軸肩旋轉(zhuǎn)方向相反的焊縫側(cè)面；軸向壓力（DownorAxialForce）-向攪拌頭施加的使攪拌針插入工件和保持攪拌頭軸肩與工件表面接觸的壓力；攪拌摩擦焊是一種在機械力和摩擦熱作用下的固相連接方法。如圖1所示，攪拌摩擦焊過程中，一個柱形帶特殊軸肩和針凸的攪拌頭旋轉(zhuǎn)著緩慢插入被焊接工件，攪拌頭和被焊接材料之間的摩擦剪切阻力產(chǎn)生了摩擦熱，使攪拌頭鄰近區(qū)域的材料熱塑化（焊接溫度一般不會達到和超過被焊接材料的熔點），當攪拌頭旋轉(zhuǎn)著向前移動時，熱塑化的金屬材料從攪拌頭的前沿向后沿轉(zhuǎn)移，并且在攪拌頭軸肩與工件表層摩擦產(chǎn)熱和鍛壓共同作用下，形成致密固相連接接