山东大学焊接实验室“超声振动强化搅拌摩擦焊接技术”

在山东大学焊接实验室，自动化焊接装备开启后，旋转的搅拌针缓缓插入两个高强铝合金缝隙中，在超声波的作用下，数十秒便完成一块6㎜厚、20㎝长铝合金的焊接。　
　　没有火光、没有烟雾、没有焊枪，山东大学焊接实验室里的自动化焊接装备颠覆着人们对焊接的传统印象。开启设备后，旋转的搅拌针缓缓插入两个高强铝合金缝隙中，在超声波的作用下，数十秒便完成一块6㎜厚、20㎝长铝合金的焊接。

　　该项技术破解了铝、镁合金等材料的焊接难题，拓荒焊接“无人区”，可用于航天、高速列车、电子元件汽车材料应用等多领域。
　　山东大学材料科学与工程学院教授武传松是该技术项目组负责人，他介绍说，镁合金防撞性能好，体量比铝合金轻，但可塑性较差。如何将镁、铝合金焊接在一起是当前焊接界一大难题。“超声波强化搅拌摩擦焊接技术已破解了这一难题。该焊接技术可用于航天、高速列车、电子元件汽车材料应用等多领域。”
　　武传松说，“超声波每秒振动2万多次，可产生使金属变软、易变形的软化效应。”目前该项目组已研制出两种超声强化搅拌摩擦焊设备，一种是将超声波作用于金属上，另一种是将超声波作用于设备搅拌头上，均可大幅提升焊接效率和质量。
　　“该焊接技术颠覆了以往焊条、火光加焊枪的传统焊接工艺，具有绿色、节能的特点，该技术焊接的新材料产品材质较轻，可降低生产成本，实现节能减排。”武传松说，该技术应用到汽车领域后，可降低油耗，提升防撞性能与安全性；应用至电子元件生产领域，在保障电子元件导电性能的基础上，还可降低成本。
武传松指出，除避免传统焊接产生的气孔、夹渣、裂纹等缺陷，与常规搅拌摩擦焊接技术相比，超声强化搅拌摩擦焊接技术不仅大幅提升焊接速度和质量，降低30%~50%的焊接成本，而且使焊缝强度达到原材料强度的90%。
  据了解，该项目2015年获得国家专利授权，2016年获得英国材料、矿物与采矿学会最佳论文奖等两项国际奖项，目前处于试验阶段。