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1、說課人：王小明1說課攪拌摩擦焊1.1教學內(nèi)容與目標教學內(nèi)容：攪拌摩擦焊的發(fā)展歷程；攪拌摩擦焊的基本原理；攪拌摩擦焊的工藝特點及重要的工藝參數(shù)；攪拌摩擦焊的發(fā)展現(xiàn)狀和應(yīng)用領(lǐng)域。重點與難點：攪拌摩擦焊的基本原理；攪拌摩擦焊的工藝特點及重要的工藝參數(shù)。知識目標：掌握攪拌摩擦焊的基本原理；掌握攪拌摩擦焊的工藝參數(shù)及特點；了解其發(fā)展及應(yīng)用。能力目標：培養(yǎng)學生對攪拌摩擦焊的工藝設(shè)計能力。素質(zhì)目標：形成焊接技術(shù)的自主學習和分析方法。1.2學情分析授課對象：大學三年級第二學期材料專業(yè)學生。學生分析：學生前期已經(jīng)學習了材料成型原理的基本知識，其課程內(nèi)容已
2、經(jīng)簡單的介紹了常見的焊接工藝，但基本是熔化焊的方法與工藝，幾乎不涉及固相焊技術(shù)，更不了解攪拌摩擦焊的基本原理及其工藝。因此通過攪拌摩擦焊的學習，使學生對焊接技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用進行全面的學習和運用。1.3教學設(shè)計教學方法：采用圖形結(jié)合及動畫演示教學，重點講述攪拌摩擦焊的工作原理、焊接工藝及重要參數(shù)。提煉課程結(jié)構(gòu)主線：以攪拌摩擦焊的工藝為課程教學結(jié)構(gòu)主線，幫助學生盡快掌握攪拌摩擦焊的原理，能夠根據(jù)不同的材料和結(jié)構(gòu)設(shè)計合理的焊接工藝。增強學生自主學習能力和工程應(yīng)用能力：采用圖片展示和動畫演示的分析方法，啟發(fā)學生自主分析攪拌摩擦焊的原理與工藝，同
3、時培養(yǎng)學生實際運用和操作能力。攪拌摩擦焊主講：王小明2講課1991年,英國焊接研究所（TheWeldingInstitute-TWI）發(fā)明了攪拌摩擦焊（FrictionStirWelding-FSW1997年，被日立公司、阿爾斯通公司等大型列車制造商廣泛用于鋁合金車體的制造中，在列車制造領(lǐng)域逐漸取代了熔焊技術(shù)。2.1攪拌摩擦焊的發(fā)展歷程?1995年，英國焊接研究所在中國申請了攪拌摩擦焊技術(shù)發(fā)明專利，并于1999年正式獲得國家專利局批準。?2002年，英國焊接研究所與中國航空工業(yè)集團公司北京航空制造工程研究所簽定了專利授權(quán)協(xié)議，并聯(lián)合成立
4、了中國攪拌摩擦焊中心（北京賽福斯特技術(shù)有限公司是該中心的企業(yè)化運營實體），致力于在中國地區(qū)（包括臺、港、澳）推廣這項新技術(shù)。中國第一臺12m長寬幅型材攪拌摩擦焊設(shè)備2.1攪拌摩擦焊的發(fā)展歷程2.2攪拌摩擦焊接的基本原理攪拌摩擦焊是利用摩擦熱作為焊接熱源的一種固相連接方法，但與常規(guī)摩擦焊有所不同。在進行攪拌摩擦焊接時，首先將焊件牢牢地固定在工作平臺上，然后，攪拌焊頭高速旋轉(zhuǎn)并將攪拌焊針插入焊件的接縫處，直至攪拌焊頭的肩部與焊件表面緊密接觸，攪拌焊針高速旋轉(zhuǎn)與其周圍母材摩擦產(chǎn)生的熱量和攪拌焊頭的肩部與焊件表面摩擦產(chǎn)生的熱量共同作用，使接縫處
5、材料溫度升高而軟化，同時，攪拌焊頭邊旋轉(zhuǎn)邊沿著接縫與焊件做相對運動，攪拌焊頭前面的材料發(fā)生強烈的塑性變形。隨著攪拌焊頭向前移動，前沿高度塑性變形的材料被擠壓到攪拌焊頭的背后，在攪拌頭軸肩與焊件表層摩擦產(chǎn)熱和鍛壓共同作用下，形成致密的固相連接接頭。攪拌摩擦焊原理圖攪拌摩擦焊的焊接過程，可以分解為4個不同階段：旋轉(zhuǎn)、插入、焊接、離開。旋轉(zhuǎn)插入焊接離開2.2攪拌摩擦焊接的基本原理焊接接頭的示意圖2.2攪拌摩擦焊接的基本原理(V=14m/h)(V=38m/h)(V=28m/h)鋁合金攪拌摩擦焊宏觀形貌2.2攪拌摩擦焊接的基本原理2.3攪拌摩擦焊
6、接的重要工藝參數(shù)FSW焊接的重要工藝參數(shù)主要有攪拌頭的形狀、攪拌頭的位置、攪拌頭的轉(zhuǎn)速、焊接速度、接頭精度以及材料拘束等。這些參數(shù)對接頭穩(wěn)定性和焊接質(zhì)量的非常重要。攪拌摩擦焊的工藝參數(shù)2.3攪拌摩擦焊接的重要工藝參數(shù)2.4攪拌摩擦焊接的特點攪拌摩擦焊具有的優(yōu)點：⑴攪拌摩擦焊是一種固相連接技術(shù)，接頭性能優(yōu)異。。⑵焊前不需要開坡口，可以節(jié)省焊前準備工時。⑶焊接過程中不需要保護氣，也不需要填充材料。⑷焊接過程容易實現(xiàn)自動化，可以實現(xiàn)全位置焊接，接頭質(zhì)量一致性好。攪拌摩擦焊具有的優(yōu)點：⑸焊接熱輸入小，從而導(dǎo)致焊接變形小、接頭殘余應(yīng)力水平低，是一
7、種低應(yīng)力、小變形焊接技術(shù)。⑹焊接過程中無飛濺、無弧光、無輻射，是一種綠色焊接技術(shù)。⑺焊接效率高、能耗低，是一種高效焊接技術(shù)。2.4攪拌摩擦焊接的特點攪拌摩擦焊存在的主要問題：（1）焊縫無增高,在接頭設(shè)計時要特別注意這一特征。焊接角接接頭受到限制，接頭形式必須特殊設(shè)計。（2）需要對焊縫施加大的壓力，限制了攪拌摩擦焊技術(shù)在機器人等設(shè)備上的應(yīng)用。（3）焊接結(jié)束時，由于攪拌頭的回抽在焊縫中往往殘留攪拌指棒的孔，所以必要時，焊接工藝上需要添加“引焊板或退出板”。2.4攪拌摩擦焊接的特點攪拌摩擦焊存在的主要問題：（4）被焊零件需要由一定的結(jié)構(gòu)剛性或
8、被牢牢固定來實現(xiàn)焊接；在焊縫背面必須加一耐摩擦力的墊板。（5）要求對接頭的錯邊量及間隙大小必需嚴格控制。（6）目前只限于對輕金屬及其合金的焊接?？傊?，與熔焊相比，它是一種高質(zhì)量、高可靠性、高效率、低成本的綠
