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畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告
題目 C型攪拌摩擦焊機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
專(zhuān) 業(yè) 名 稱(chēng) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
班 級(jí) 學(xué) 號(hào) 078105337
學(xué) 生 姓 名 袁 振 東
指 導(dǎo) 教 師 張 曉 榮
填 表 日 期 2011 年 3月 15日
說(shuō) 明
開(kāi)題報(bào)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(guó)內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢(shì)（含文獻(xiàn)綜述）、研究?jī)?nèi)容及實(shí)驗(yàn)方案、目標(biāo)、主要特色及工作進(jìn)度、參考文獻(xiàn)等內(nèi)容。以下填寫(xiě)內(nèi)容各專(zhuān)業(yè)可根據(jù)具體情況適當(dāng)修改。但每個(gè)專(zhuān)業(yè)填寫(xiě)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(lái)，無(wú)論在國(guó)外還是在國(guó)內(nèi)，已經(jīng)成功跨出試驗(yàn)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(shí)用的固相連接技術(shù)；這項(xiàng)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(chē)、汽車(chē)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(jì)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(shí)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(shí)施攪拌摩擦焊工藝方案（如消除攪拌匙孔）及提高各類(lèi)材料接頭的質(zhì)量，各種類(lèi)別的新型攪拌摩擦焊接設(shè)備、自動(dòng)化裝置及機(jī)器人攪拌摩擦焊機(jī)等相繼問(wèn)世。
攪拌摩擦焊目前的發(fā)展目標(biāo)之一是攻克在高熔點(diǎn)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(jìn)一步優(yōu)化攪拌工具的型體設(shè)計(jì)與材料選取，以及焊接過(guò)程參數(shù)的監(jiān)控及焊接質(zhì)量實(shí)時(shí)檢測(cè)和控制,制訂標(biāo)準(zhǔn)。
二、國(guó)內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢(shì)（含文獻(xiàn)綜述）：
1991年,英國(guó)焊接研究所（The Welding Institute-TWI）發(fā)明了攪拌摩擦焊（Friction Stir Welding-FSW），這項(xiàng)杰出的焊接技術(shù)發(fā)明正在為世界制造技術(shù)的進(jìn)步做出貢獻(xiàn)。
在國(guó)外,攪拌摩擦焊已經(jīng)在諸多制造領(lǐng)域達(dá)到規(guī)模化、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(chē)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(chē)車(chē)體的快速低成本制造，成功實(shí)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(shí)現(xiàn)了大型空間運(yùn)載工具如運(yùn)載火箭和航天飛機(jī)等的大型高強(qiáng)鋁合金燃料貯箱的制造，波音公司的DELTA II型和IV型火箭已經(jīng)全部實(shí)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(chē)工業(yè)，如美國(guó)TOWER汽車(chē)公司等就利用攪拌摩擦焊實(shí)現(xiàn)了汽車(chē)懸掛支架、輕合金車(chē)輪、防撞緩沖器、發(fā)動(dòng)機(jī)安裝支架以及鋁合金車(chē)身的焊接。2002年8月，美國(guó)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(jī)，并且首次試飛成功。
截至2004年9月，全世界約有130家各個(gè)行業(yè)的公司和大學(xué)、研究機(jī)構(gòu)獲得了英國(guó)焊接研究所授權(quán)的攪拌摩擦焊非獨(dú)占性專(zhuān)利許可。已經(jīng)有多個(gè)國(guó)家如：英國(guó)、美國(guó)、法國(guó)、德國(guó)、瑞典、日本和中國(guó)等, 把攪拌摩擦焊技術(shù)擴(kuò)大應(yīng)用的同時(shí),在世界范圍內(nèi)申請(qǐng)了與攪拌摩擦焊相關(guān)技術(shù)的專(zhuān)利.自1997年起平均每年有100～120項(xiàng)攪拌摩擦焊技術(shù)專(zhuān)利申請(qǐng);到2004年底，全世界已經(jīng)公開(kāi)的攪拌摩擦焊專(zhuān)利申請(qǐng)達(dá)到了1218項(xiàng)。
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(diǎn)
攪拌摩擦焊作為一項(xiàng)新型焊接方法，用很短的時(shí)間就完成了從發(fā)明到工業(yè)化應(yīng)用的歷程。目前,在國(guó)際上還沒(méi)有針對(duì)攪拌摩擦焊公布的統(tǒng)一技術(shù)術(shù)語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn)，在攪拌摩擦焊專(zhuān)利許可協(xié)會(huì)的影響下，業(yè)界已經(jīng)對(duì)攪拌摩擦焊方法中所涉及到的通用技術(shù)術(shù)語(yǔ)進(jìn)行了定義和認(rèn)可。圖1示出了攪拌摩擦焊所用到的主要描述性術(shù)語(yǔ)。
圖1 攪拌摩擦焊原理示意與名詞術(shù)語(yǔ)
攪拌摩擦焊技術(shù)所涉及到的主要技術(shù)術(shù)語(yǔ)定義如下：
攪拌頭（Pin tool）－攪拌摩擦焊的施焊工具；
攪拌頭軸肩（Tool Shoulder）－攪拌頭與工件表面接觸的肩臺(tái)部分；
攪拌針（Tool Pin）－攪拌頭插入工件的部分；
前進(jìn)側(cè)（Advanced Side）－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)（Retreating Side）－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（Down or Axial Force）-向攪拌頭施加的使攪拌針插入工件和保持?jǐn)嚢桀^軸肩與工件表面接觸的壓力；
攪拌摩擦焊是一種在機(jī)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(guò)程中，一個(gè)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(huì)達(dá)到和超過(guò)被焊接材料的熔點(diǎn)），當(dāng)攪拌頭旋轉(zhuǎn)著向前移動(dòng)時(shí)，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頭。
攪拌摩擦焊具有適合于自動(dòng)化和機(jī)器人操作的諸多優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于有色金屬材料（如鋁、銅、鎂、鋅等）的連接,在焊接方法、接頭力學(xué)性能和生產(chǎn)效率上具有其他焊接方法無(wú)可比擬的優(yōu)越性，它是一種高效、節(jié)能、環(huán)保型的新型連接技術(shù)。
但是攪拌摩擦焊也有其局限性，例如：焊縫末尾通常有匙孔存在（目前已可以實(shí)現(xiàn)無(wú)孔焊接）； 焊接時(shí)的機(jī)械力較大，需要焊接設(shè)備具有很好的剛性；與弧焊相比,缺少焊接操作的柔性；不能實(shí)現(xiàn)添絲焊接。
攪拌摩擦焊對(duì)材料的適應(yīng)性很強(qiáng)，幾乎可以焊接所有類(lèi)型的鋁合金材料，由于攪拌摩擦焊接過(guò)程較低的焊接溫度和較小的熱輸入，一般攪拌摩擦焊接頭具有變形小、接頭性能優(yōu)異等特點(diǎn);可以焊接目前熔焊“不能焊接”和所謂“難焊”的金屬材料如：Al-Cu(2xxx系列) 、Al-Zn(7xxx系列)和Al-Li(如8090、2090 和2195鋁合金)等鋁合金。
另外，攪拌摩擦焊對(duì)于鎂合金、鋅合金、銅合金、鉛合金以及鋁基復(fù)合材料等材料的板狀對(duì)接或搭接的連接也是優(yōu)先選擇的焊接方法；目前，攪拌摩擦焊還成功地實(shí)現(xiàn)了不銹鋼、鈦合金甚至高溫合金的優(yōu)質(zhì)連接。
攪拌摩擦焊可以較容易實(shí)現(xiàn)異種材料的連接，例如鋁合金和不銹鋼的攪拌摩擦焊接，利用攪拌摩擦焊可以較方便的實(shí)現(xiàn)鋁－鋼板材之間的連接和銅鋁復(fù)合焊接接頭。
攪拌摩擦焊發(fā)明初期主要解決厚度1.2~6毫米的鋁合金板材焊接問(wèn)題;1996年，用FSW技術(shù)解決了6～12毫米的鋁、鎂、銅合金的連接.1997年實(shí)現(xiàn)了12~25毫米厚鋁合金板的攪拌摩擦焊，并且在宇航結(jié)構(gòu)件上得到應(yīng)用.1999年攪拌摩擦焊可以焊接50毫米厚的銅合金及75毫米厚度的鋁合金零件和產(chǎn)品.2004年，英國(guó)焊接研究所已經(jīng)能夠單道單面實(shí)現(xiàn)100毫米厚鋁合金板材的攪拌摩擦焊。迄今，在材料的厚度上，單道焊可以實(shí)現(xiàn)厚度為0.8~100mm鋁合金材料的焊接；雙道焊可以焊接180mm厚的對(duì)接板材。最近,又開(kāi)發(fā)了可以連接0.4mm鋁板的微型攪拌摩擦焊技術(shù).
攪拌摩擦焊是長(zhǎng)、直規(guī)則焊縫（平板對(duì)接和搭接）的理想焊接方法.攪拌摩擦焊也已可以實(shí)現(xiàn)2-D、3-D結(jié)構(gòu)的焊接,如筒形零件的環(huán)縫和縱縫;可以實(shí)現(xiàn)全位置空間焊接，如水平焊、垂直焊、仰焊以及任意位置和角度的軌道焊。圖2示出了多種典型的攪拌摩擦焊接頭形式，如多層對(duì)接、多層搭接、T形接頭、V形接頭、角接等。
與傳統(tǒng)鎢極氬弧焊（TIG）和熔化極氬弧焊（MIG）焊接相比較，攪拌摩擦焊在接頭力學(xué)性能上據(jù)有明顯的優(yōu)越性。例如,對(duì)于6.4mm厚的2014-T6鋁合金，F(xiàn)SW焊接頭性能比TIG焊高16％;對(duì)于12.7毫米厚的2014-T6鋁合金，F(xiàn)SW焊接頭性能比TIG焊高22％.攪拌摩擦焊接頭性能數(shù)據(jù)一致性較好，工藝穩(wěn)定，焊接接頭質(zhì)量容易保證。
圖2 攪拌摩擦焊的接頭形式
攪拌摩擦焊接頭的疲勞性能一般都優(yōu)于熔焊接頭。1996年英國(guó)焊接研究所對(duì)6mm厚度的2014-T6、 2219-T6、5083-0 和7075-T7351等鋁合金進(jìn)行了攪拌摩擦焊接頭的疲勞性能研究，結(jié)果表明攪拌摩擦焊接頭的疲勞性能優(yōu)于歐洲弧焊標(biāo)準(zhǔn)（ECCS class B3）。
2 攪拌摩擦焊在國(guó)外的發(fā)展
攪拌摩擦焊作為一種輕合金材料連接的優(yōu)選焊接技術(shù)，已經(jīng)從技術(shù)研究，邁向高層次的工程化和工業(yè)化應(yīng)用階段,形成了一個(gè)新的產(chǎn)業(yè): 攪拌摩擦焊設(shè)備的制造、攪拌摩擦焊產(chǎn)品的加工.如在美國(guó)的宇航制造工業(yè)、北歐的船舶制造工業(yè)、日本的高速列車(chē)制造等制造領(lǐng)域，攪拌摩擦焊得到了廣泛的應(yīng)用,均已形成新興產(chǎn)業(yè)。
2.1攪拌摩擦焊在鋁合金結(jié)構(gòu)制造中取代傳統(tǒng)熔焊
攪拌摩擦焊已成功地實(shí)現(xiàn)了鋁合金、鎂合金構(gòu)件制造大規(guī)模的工業(yè)化應(yīng)用。下面列舉一些典型的應(yīng)用實(shí)例。
2.1.1 攪拌摩擦焊在船舶制造工業(yè)中的應(yīng)用
早在1995年，挪威Hydro Marine Aluminium公司就將FSW技術(shù)應(yīng)用于船舶結(jié)構(gòu)件的制造（見(jiàn)圖3），采用攪拌摩擦焊技術(shù)將普通型材拼接，制造用于造船業(yè)的寬幅型材。該焊接設(shè)備以及工藝已經(jīng)獲得Det Norske Veritas和Germanischer Lloyd的認(rèn)可。從1996到1999，已經(jīng)成功焊接了1700塊船舶面板，焊縫總長(zhǎng)度超過(guò)110km。
在造船領(lǐng)域,攪拌摩擦焊適用面很寬：船甲板、側(cè)板、船頭、殼體、船艙防水壁板和地板,船舶的上層鋁合金建筑結(jié)構(gòu),直升飛機(jī)起降平臺(tái),離岸水上觀測(cè)站,船舶碼頭,水下工具和海洋運(yùn)輸工具,帆船的桅桿及結(jié)構(gòu)件,船上制冷設(shè)備用的中空擠壓鋁板等。
圖3 挪威Hydro Marine Aluminium采用攪拌摩擦焊技術(shù)制造船用寬幅鋁合金型材
2.1.2 攪拌摩擦焊在航空航天工業(yè)中的應(yīng)用
航空航天飛行器鋁合金結(jié)構(gòu)件，如飛機(jī)機(jī)翼壁板、運(yùn)載火箭燃料儲(chǔ)箱等，選材多為熔焊焊接性較差的2000及7000系列鋁合金材料，而攪拌摩擦焊可以實(shí)現(xiàn)這些系列鋁合金的優(yōu)質(zhì)連接,國(guó)外已經(jīng)在飛機(jī)、火箭等宇航飛行器上得到應(yīng)用。
采用攪拌摩擦焊提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本，對(duì)航空航天工業(yè)來(lái)說(shuō)有著明顯的經(jīng)濟(jì)效益。波音公司首先在加州的HuntingtonBeach工廠將攪拌摩擦焊應(yīng)用于Delta II運(yùn)載火箭4.8米高的中間艙段的制造（縱縫，厚度22.22毫米 ，2014鋁合金），該運(yùn)載火箭于1999年8月17日成功發(fā)射升空。2001年4月7日，“火星探索號(hào)”發(fā)射升空，采用攪拌摩擦焊技術(shù)，壓力貯箱焊縫接頭強(qiáng)度提高了30％, 攪拌摩擦焊制造技術(shù)首次在壓力結(jié)構(gòu)件上得到可靠地應(yīng)用。
波音公司在阿拉巴馬州的Decatur工廠將攪拌摩擦焊技術(shù)用于制造DeltaⅣ運(yùn)載火箭中心助推器。DeltaⅣ運(yùn)載火箭貯箱直徑為5m,材料改為2219-T87鋁合金。到2002年4月為止，攪拌摩擦焊已成功焊接了2100m無(wú)缺陷焊縫應(yīng)用于Delta II火箭，1200m無(wú)缺陷焊縫應(yīng)用于Delta IV火箭。采用攪拌摩擦焊節(jié)約了60％的成本，制造周期由23天降低為6天。
歐洲Fokker宇航公司將攪拌摩擦焊技術(shù)用于Ariane 5發(fā)動(dòng)機(jī)主承力框的制造（圖4），承力框的材料為7075-T7351，主體結(jié)構(gòu)由12塊整體加工的帶翼狀加強(qiáng)的平板連接而成，結(jié)構(gòu)制造中用攪拌摩擦焊代替了螺栓連接，為零件之間的連接和裝配提供了較大的裕度，并可減輕結(jié)構(gòu)重量，提高生產(chǎn)效率。
圖4 歐洲Fokker Space公司采用FSW制造Ariane 5發(fā)動(dòng)機(jī)主承力框
目前，攪拌摩擦焊在飛機(jī)制造領(lǐng)域的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用還處于驗(yàn)證階段，主要利用FSW實(shí)現(xiàn)飛機(jī)蒙皮和衍樑、筋條、加強(qiáng)件之間的連接，框架之間的連接、飛機(jī)預(yù)成型件的安裝、飛機(jī)壁板和地板的焊接、飛機(jī)結(jié)構(gòu)件和蒙皮的在役修理等，這些方面的攪拌摩擦焊制造已經(jīng)在軍用和民用飛機(jī)上得到驗(yàn)證飛行和部分應(yīng)用。另外波音公司還成功地實(shí)現(xiàn)了飛機(jī)起落架艙門(mén)復(fù)雜曲線的攪拌摩擦焊焊接。
美國(guó)Eclipse飛機(jī)制造公司斥資3億美元用于攪拌摩擦焊的飛機(jī)制造計(jì)劃，其制造的第一架攪拌摩擦焊商用噴氣客機(jī)（Eclipse500）（圖5）于2002年8月在美國(guó)進(jìn)行了首飛測(cè)試。其機(jī)身蒙皮、翼肋、弦狀支撐、飛機(jī)地板以及結(jié)構(gòu)件的裝配等鉚接工序均由攪拌摩擦焊替代，提高了生產(chǎn)效率、節(jié)約了制造成本并且減輕了機(jī)身重量。
圖5 Eclipse 500型商用噴氣客機(jī)的攪拌摩擦焊焊接構(gòu)件之一
攪拌摩擦焊在航空航天業(yè)的應(yīng)用主要在以下幾個(gè)方面：機(jī)翼、機(jī)身、尾翼；飛機(jī)油箱；飛機(jī)外掛燃料箱；運(yùn)載火箭、航天飛機(jī)的低溫燃料筒；軍用和科學(xué)研究火箭和導(dǎo)彈；熔焊結(jié)構(gòu)件的修理等。
2.1.3 攪拌摩擦焊在軌道交通及陸路交通工業(yè)中應(yīng)用
在軌道交通行業(yè)，隨著列車(chē)速度的不斷提高，對(duì)列車(chē)減輕自重,提高接頭強(qiáng)度及結(jié)構(gòu)安全性要求越來(lái)越高。高速列車(chē)用鋁合金擠壓型材的連接方式，成為了制約發(fā)展的主導(dǎo)因素。由于攪拌摩擦焊焊接接頭強(qiáng)度優(yōu)于MIG焊焊接接頭，并且缺陷率低，節(jié)約成本，所以目前高速列車(chē)的制造,采用攪拌摩擦焊技術(shù)，已成為主流趨勢(shì)。在該領(lǐng)域,比較典型的為日本日立公司，在做單層和雙層擠壓型材件連接時(shí)都采用了攪拌摩擦焊技術(shù)，用于市郊列車(chē)和快速列車(chē)車(chē)輛的制造。
日本輕金屬公司已將FSW工藝用于地鐵車(chē)輛，采用這種工藝制造的工件長(zhǎng)度已經(jīng)超過(guò)了3km，接頭質(zhì)量良好。由住友輕金屬公司生產(chǎn)的擠壓型材FSW焊接拼板,用于日本新干線車(chē)輛的制造（圖6左），車(chē)輛時(shí)速可達(dá)285 km/h。
法國(guó)的Alstom公司將攪拌摩擦焊應(yīng)用于列車(chē)頂板的連接（圖6右）。
圖6 左：日本住友輕金屬公司FSW生產(chǎn)的新干線列車(chē)壁板；右：法國(guó)阿爾斯通FSW制造的列車(chē)車(chē)頂
目前,與軌道車(chē)輛相關(guān)方面的攪拌摩擦焊應(yīng)用包括：高速列車(chē)箱體型材連接；油罐車(chē)及貨物列車(chē)箱體連接；集裝箱箱體；鐵軌以及地下滾動(dòng)托盤(pán)。
2.1.4 攪拌摩擦焊在汽車(chē)工業(yè)中應(yīng)用
為了提高運(yùn)載能力和速度，汽車(chē)制造呈現(xiàn)出材料多樣化、輕量化、高強(qiáng)度化的發(fā)展趨勢(shì)，鋁合金、鎂合金等輕質(zhì)合金材料所占的比重越來(lái)越大，相應(yīng)的結(jié)構(gòu)以及接頭形式都在設(shè)法改進(jìn)。攪拌摩擦焊技術(shù)的發(fā)明恰好滿(mǎn)足了這種新材料、新結(jié)構(gòu)對(duì)新型連接技術(shù)的需求。挪威Hydro公司采用攪拌摩擦焊技術(shù)制造汽車(chē)輪轂，將鑄造或鍛造的中心零件與鍛鋁制造的輻條連接起來(lái)，以獲得良好的載荷傳遞性能并減輕重量。
美國(guó)Tower汽車(chē)公司采用攪拌摩擦焊制造汽車(chē)用懸掛連接臂,取得了很大經(jīng)濟(jì)效益。攪拌摩擦焊。另外，該公司還將攪拌摩擦焊技術(shù)用于縫合不等厚板坯料(Tailored welded blanks)的制造;采用縫合坯料,在優(yōu)化結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度設(shè)計(jì)的同時(shí),既大大減少了汽車(chē)制造中模具的數(shù)量,又縮短了工藝流程。
目前攪拌摩擦焊在汽車(chē)制造工業(yè)中的應(yīng)用主要為：發(fā)動(dòng)機(jī)引擎和汽車(chē)底盤(pán)車(chē)身支架；汽車(chē)輪轂；液壓成型管附件；汽車(chē)車(chē)門(mén)預(yù)成型件；轎車(chē)車(chē)體空間框架；卡車(chē)車(chē)體；載貨車(chē)的尾部升降平臺(tái)汽車(chē)起重器；汽車(chē)燃料箱；旅行車(chē)車(chē)體；公共汽車(chē)和機(jī)場(chǎng)運(yùn)輸車(chē)；摩托車(chē)和自行車(chē)框架；鋁合金電梯；逃生交通工具；鋁合金汽車(chē)修理；鎂合金和鋁合金的連接。
攪拌摩擦點(diǎn)焊(FSSW)的研究與技術(shù)開(kāi)發(fā),是汽車(chē)制造工業(yè)中的一個(gè)新熱點(diǎn).
2.1.5攪拌摩擦焊在其他工業(yè)中的應(yīng)用
攪拌摩擦焊成功地解決了輕合金金屬的連接難題，在兵器、建筑、電力、能源、家電等工業(yè)中的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。
如在兵器工業(yè)，攪拌摩擦焊成功實(shí)現(xiàn)了坦克、裝甲車(chē)的主體結(jié)構(gòu)和防護(hù)裝甲板的制造;在建筑行業(yè),攪拌摩擦焊在民用建筑工業(yè)的應(yīng)用主要為：鋁合金橋梁,鋁合金、銅合金、鎂合金裝飾板,門(mén)窗框架,鋁合金管線,電廠和化學(xué)工廠的鋁合金反應(yīng)器,熱交換器,中央空調(diào),管狀結(jié)構(gòu)件制造等。在電力行業(yè),攪拌摩擦焊的應(yīng)用主要為：發(fā)動(dòng)機(jī)殼體,電器連接件,電器封裝等。在家電行業(yè),,主要應(yīng)用為：冰箱散熱板,廚房電器和設(shè)備,“白色”家用物品和工具,天然氣、液化氣儲(chǔ)箱和容器,金屬家具等。
三、研究?jī)?nèi)容
機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)分為四個(gè)部分：
（1）X-Y平臺(tái)設(shè)計(jì)；
（2）升降臺(tái)設(shè)計(jì)；
（3）主軸箱設(shè)計(jì)；
（4）外形尺寸設(shè)計(jì)。
四、目標(biāo)、主要特色及工作進(jìn)度
目標(biāo)
1.了解C型攪拌摩擦焊機(jī)工作原理和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
2.根據(jù)主要技術(shù)參數(shù)設(shè)計(jì)C型攪拌摩擦焊機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)
特色
1. 高度一致的焊接質(zhì)量，無(wú)需要高的操作技能和訓(xùn)練
2. 單面焊接的厚度為1.6—15mm
3. 焊接接口部位只需要去油處理，無(wú)需打磨或洗涮
4. 不需焊絲和保護(hù)氣氛
5. 節(jié)省能源
6. 焊接表面平整，不變形，無(wú)焊縫突起和汗滴，無(wú)需后續(xù)處理
7. 無(wú)電弧、無(wú)磁沖擊、閃光、輻射、煙霧和異味，不影響其他電氣設(shè)備使用，綠色環(huán)保
8. 焊接溫度低于合金的熔點(diǎn)，焊縫無(wú)孔洞、裂紋和元素?zé)龘p
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的工作進(jìn)度
1．收集有關(guān)資料，寫(xiě)出開(kāi)題報(bào)告； 1周—2周
2．外文翻譯(6000字符以上) ； 3周
3．分析與研究：了解現(xiàn)有類(lèi)似設(shè)備，制訂設(shè)備總體方案。 4周—5周
4．傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 6周—9周
5．主要零部件的設(shè)計(jì)與尺寸計(jì)算。 10周—14周
6．撰寫(xiě)畢業(yè)論文一份 15周—16周
7．畢業(yè)設(shè)計(jì)審查、畢業(yè)答辯 17周
參考文獻(xiàn)
1 戴曙主編 《金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)》 機(jī)械工業(yè)出版社
2 江耕華主編《機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)》 煤碳工業(yè)出版社
3 鄭堤等主編《機(jī)電一體化設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》 機(jī)械工業(yè)出版社
4數(shù)字化手冊(cè)系列（軟件版）編寫(xiě)委員會(huì)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（軟件版）》R2.0
機(jī)械工業(yè)出版社
5 李洪主編 《機(jī)械制造工藝金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)指導(dǎo)手冊(cè)》
東北工學(xué)院出版社
6范云漲、陳兆年主編《金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》 機(jī)械工業(yè)出版社
7《機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》編寫(xiě)組主編 機(jī)械工業(yè)出版社
8 鞏云鵬等主編《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》 東北大學(xué)出版社