마찰 교반 용접 (FSW) 은 용접 연구소 (TWI) 가 199 1 년에 발명한 것이다. 이후 이 솔리드 연결 기술은 접합 강도가 우수하고 용접 재료를 채울 필요가 없고, 용접 연기와 스플래시, 용접 전 준비, 용접 변형이 적다는 뚜렷한 장점을 가지고 있으며, 세계 각국은 국제협력에서 대량의 연구개발 작업을 벌이고 있다. 또한 마찰 교반 용접은 항공 우주 분야에서 사용되는 2000 계, 5000 계, 7000 계 고강도 알루미늄 합금과 같은 알루미늄 합금 재료를 용접할 수 있으며, 이러한 고급 용접 방법을 사용하면 고품질의 연결을 얻을 수 있습니다. 용접 연구소의 데이브 니콜라스 (Dave NICHOLAS) 에 따르면 마찰 교반 용접은 레이저 용접이 나온 이래 가장 눈에 띄는 용접 방법으로 알루미늄 합금 등 유색금속의 연결 기술에 혁명적인 변화를 가져올 것으로 보인다.
2002 년 4 월 베이징항공제조공학대학원과 용접소 (TWI) 는 마찰 교반 특허 기술에 대한 정식 계약을 체결하고 마찰 교반 특허 기술에 대한 독점적인 2 차 허가권을 취득하며 중국 시장에서 마찰 교반 용접 기술의 개발과 대규모 산업 응용의 문을 열었다.
둘째, 알루미늄 합금 마찰 교반 용접의 적용 현황
마찰 교반 용접 기술은 알루미늄, 구리, 마그네슘, 아연 등과 같은 경량 합금 재질을 연결하는 데 있어서 용접 방법, 역학 성능 및 생산성 면에서 다른 용접 방법과 비교할 수 없는 장점을 가지고 있습니다. 마찰 교반 용접 (FSW) 은 고체 연결 방법입니다. 용접 조인트의 기계적 성질은 우수하고 용접 변형은 작다. 용접 중에는 보호 가스와 용접사를 추가할 필요가 없으며 용융, 연기, 스플래시 및 호 라이트가 없습니다. 친환경적인 새로운 연결 기술입니다. 실제 상황도 마찬가지다. FSW 기술이 나온 지 불과 몇 년 만에 용접 기계, 적용 재료, 용접 장비, 엔지니어링 애플리케이션 등에서 큰 진전을 이루었습니다. 마찰 교반 용접 기술은 처음에는 주로 알루미늄 합금, 마그네슘 합금 및 아연 합금 용접을 해결하는 데 사용되었습니다. 용접소는 마찰 교반 용접 기술의 특징과 응용에 대해 많은 연구를 했고 1993 과 1995 를 위해 전 세계 특허 보호를 신청했다. 현재 이 연구소는 주로 항공 우주 선박 고속열차 자동차 등 용접 장비 제조업체 및 국제 대기업과 협력하여 그룹 후원이나 협력 (TWI 의 GSP 프로젝트) 형식으로 마찰 교반 용접 기술을 개발하고 적용 범위를 확대하고 있습니다.
현재 공업기업이 후원하는 연구 프로젝트는 두꺼운 알루미늄 합금 마찰 교반 용접, 강철의 마찰 교반 용접, 티타늄 합금의 마찰 교반 용접, 자동차 경량 부품의 마찰 교반 용접 등이다. 미국의 에디슨 용접연구소 (EWI) 는 TWI 와 긴밀하게 협력하고 있으며 FSW 기술 연구도 진행하고 있다. 미국 록히드 회사입니다. 마틴 항공 우주 회사, 마샬 우주 비행 센터, 미 해군 연구년, 독일 다트머스 대학, 슈투트가르트 대학, 호주 애들레이드 대학, 호주 용접 연구소 등이 다양한 각도에서 마찰 교반 용접에 대한 특집 연구를 진행했다.
1 알루미늄 합금 마찰 교반 용접이 항공 우주 분야에 적용됨에 따라 마찰 교반 용접 연구가 더욱 발전함에 따라 마찰 교반 용접 장비가 실험실에서 상업으로 점차 이동하고 있습니다. TWI 는 이 기술을 이용하여 보잉사에 2000 시리즈 알루미늄 우주왕복선 연료 상자 세 개를 생산했다. 미국 록히드 회사입니다. 마틴사, 보잉 맥도사, 록빌그룹, 에디슨 용접연구소 등 여러 기관들이 마찰 교반 용접 연구, 응용 평가 및 개발에 주력하고 있다. 항공 우주 분야 FSW 기술 용접에 적용되는 구조에는 군용 또는 민간 항공기의 스킨, 우주선의 저온 연료 탱크, 항공기 연료 탱크, 군용 항공기의 연료 탱크, 군용 또는 기술 탐사 로켓 등이 포함됩니다. 미국 록히드 회사입니다. 마틴 항공 우주 회사는 이 기술을 이용하여 우주 왕복선 외부에 액체산소를 저장하는 저온 용기를 용접했다. 이 기술은 또한 마샬 우주센터에서 대형 원통형 컨테이너를 용접하는 데 사용된다.
보잉사는 수백만 달러를 투자하여 델타 운반로켓의 대형 저온 연료 용기에 대형 전용 마찰 용접기를 제조했다. BAE 에어버스는 중형 및 대형 상용 여객기를 생산하기 위해 FSW 기술의 방법, 성능 및 실현 가능성을 검증하고 있습니다. 사용 된 마찰 교반 용접기는 Helivax 의 GRAWFORD-SWIFT 에서 생산되며 유럽의 파워 용접기라고합니다. ECLIPSE Airlines 는 FSW 를 사용하여 중형항공기, 길이 10.86 m, 날개 1 1.88m 을 건설합니다. 이 회사는 FSW 가 이 비행기의 주요 구조와 스킨은 모두 국제 최신 연결 기술인 마찰 교반 용접 기술로 만들어졌으며, 여객기 기체는 기본적으로 비행기 스킨, 날개 리브, 현 지지대, 비행기 바닥 및 프레임 조립을 포함한 마찰 교반 용접으로 제조되었습니다.
마찰 교반 용접의 응용은 주로 생산 효율을 높이고 제조 비용을 낮추는 데 사용된다. 항공 구조 부품 마찰 교반 용접 기술은 미국 TWI 회사와 ALCOA 가 공동으로 개발한 것으로 ECLIPSE500 항공기 구조 부품의 용접에 적용됩니다. 2000 년 9 월, 이 회사는 항공기 안전위원회의 예비 설계 검토 및 인증을 통과했으며, 200 1 6 월에는 마찰 교반 용접 항공기 제조의 실현 가능성을 확인했습니다. 200 1 년 6 월, 회사는 마찰 교반기 구조를 제조하기 시작했고, 2002 년 6 월 첫 비행을 시작했다. 현재 수백 명의 고객이 앞다투어 이런 신형 비행기를 주문하고 있다.
2 알루미늄 합금 마찰 교반 용접은 조선 분야에서 현재 용접 방법, 역학 성능, 제조 비용, 환경 등에 대한 엄청난 장점과 잠재적 산업 응용 전망을 바탕으로 조선 분야에서 심도 있는 연구와 발전을 거뒀다. 조선은 속도 향상뿐만 아니라 단가 하중 성능 향상도 요구하므로 조선은 가능한 알루미늄 합금 재료를 사용하여 선박의 무게를 줄여야 한다. 알루미늄 합금 재질의 기존 연결 방식은 리벳 연결과 아크 용접 연결입니다. 리벳 팅은 제조 시간, 인력 및 재료 소비를 증가시키는 반면 알루미늄 합금은 용융 용접 과정에서 변형, 결함 및 그을음을 쉽게 발생시킬 수 있으며, 이로 인해 알루미늄 합금 구성요소에서 아크 용접의 사용이 제한됩니다. 따라서 마찰 교반 용접 기술이 발달함에 따라 마찰 교반 용접을 이용하여 고도로 통합된 조립식 모듈식 제조를 실현하고 기존의 선판-보강판 구조를 대체하는 것은 조선 기술 발전의 필연적이고 혁명적인 발전이다.
선박 프리캐스트 경량 합금 구조 부품에 마찰 용접을 적용하면 외관, 무게, 성능, 비용 및 제조 시간에 상당한 이점이 있습니다. 선박 경량 합금 구조 부품 제조뿐만 아니라 현장 조립에도 사용할 수 있습니다. 현대 조선에 새로운 연결 방식을 제공하여 용접 대신 마찰 교반 용접을 통보하여 경합금 구조 부품 제조를 실현하는 것은 현대 용접 기술 발전의 또 다른 도약이다.
FSW 기술은 조선 해양 항공 우주 공업에서 광범위한 응용 전망을 가지고 있다. FSW 기술로 용접하기에 적합한 구조는 갑판, 판자, 칸막이의 맞춤형 용접, 알루미늄 압착물의 용접, 선체와 보강재의 용접, 헬리콥터 이착륙 플랫폼의 용접 등이다. 현재 이 기술은 스피드 보트에서 상단 길이가 20 m 인 알루미늄 합금 프레임 멤버를 용접하는 데 사용되어 총 용접 길이가 500 km 를 초과합니다.
셋째, 알루미늄 합금 마찰 교반 용접의 발전 추세
중국에서는 베이징항공 제조공학대학과 중국 마찰 교반 용접 센터인 영국 TWI 마찰 교반 용접 기술협력센터가 마찰 교반 용접 기초방법 연구, 재료 응용 연구 개발, 마찰 교반 장비 설계, 제조 및 판매 등에 큰 진전을 이뤘다.
(1) 현재 이 센터는 우주로켓체 제조시 마찰 교반 용접, 항공기 프레임, 스킨 및 구조의 마찰 교반 용접, 선박 경량 합금 제조, 고속 열차 알루미늄 합금 강재 빠른 제조 등에 대한 종합 연구 및 엔지니어링 연구를 진행하고 있다. 이 밖에도 국방과학 연구 및 최종 조립 프로젝트를 맡는 동시에 기업 및 고교와의 수평협력 및 기술협력도 강화됐다.
(2) 마찰 교반 용접 장비 제조 분야에서 3 가지 종류의 6 가지 마찰 교반 용접 장비를 설계하고 2003 년 3 월 하얼빈 공업대학과 화동 선박공업대학원을 위해 전용 마찰 교반 용접 장비 2 대를 제조 및 납품했다.
(3) 엔지니어링 응용 분야에서 알루미늄 합금 마찰 교반 용접은 송전, 고속열차, 차세대 전투기, 신형 발사체에 먼저 적용된다.
넷째, 결론은
마찰 교반 용접은 새로운 용접 기술로 알루미늄 합금과 같은 경량 합금 재료의 연결 및 제조에 혁명적인 영향을 미칠 것입니다. 이러한 연결 기술의 용접 방식 돌파에 따라 마찰 교반 용접 기술은 항공기, 로켓, 고속열차, 미사일 요트, 알루미늄 합금 전차 등 군민 제품의 설계 제조 기준을 근본적으로 바꿀 것으로 예상된다.