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中国搅拌摩擦焊船舶制造已经扬帆启航(一)

详细内容


一、概述
  一项新兴工业制造技术的发明、发展和工业化推广应用一般需要经过漫长的几十年甚至跨世纪的过程,焊接技术也一样,例如普通电弧焊、氩弧焊、电子束焊、激光焊、普通摩擦焊等。但是搅拌摩擦焊不同,1991年,作为世界材料和连接技术中心——英国焊接研究所(theweldinginstitute-twi),发明了搅拌摩擦焊(frictionstirwelding-fsw),该技术从发明和申报专利之初到在工业化产品上得到成功应用(1996年)所经历的历程是所有任何焊接方法中最短的。搅拌摩擦焊的发明无疑是焊接技术发展史上最具革命性的里程碑之一,并且为世界工业制造技术的进步做出了贡献。
  1996年,挪威marine公司,在铝合金船舶制造上正式采用搅拌摩擦焊技术,从此搅拌摩擦焊迈出了工业化应用的第一步。在船舶制造领域,搅拌摩擦焊已经成功应用在铝合金快速舰船的甲板、侧板等结构件的流水线制造。在铁路制造领域,日本hitachi公司首先于1997年就将搅拌摩擦焊技术应用于列车车体的快速低成本制造,成功实现了大壁板铝合金型材的工业化制造。欧洲铁路公司2004年开始也已经大规模在客、货列车方面广泛采用搅拌摩擦焊。在世界宇航制造领域,搅拌摩擦焊已经成功代替熔焊实现了空间运载工具如大型运载火箭和航天飞机等高强铝合金燃料储箱的制造,波音公司的deltaii型和iv型火箭已经全部实现了搅拌摩擦焊制造,并于1999年首次成功发射升空。2000年世界汽车工业,如tower公司等就利用搅拌摩擦焊实现了汽车悬挂支架、轻合金车轮、防撞缓冲器、发动机安装支架以及铝合金车身的焊接。2002年8月,美国月蚀航空公司利用fsw技术研制出了全搅拌摩擦焊飞机,并且首次试飞成功。
  1993年,搅拌摩擦焊得到了世界范围的知识产权保护。1995年,英国焊接研究所在中国就搅拌摩擦焊技术申请了发明专利。截至2004年9月,全世界已经有130家公司和组织得到了英国焊接研究所授权的搅拌摩擦焊非独占性专利许可,其中包括各个行业的公司、大学和研究机构;在中国(包括台湾、香港和澳门)已经有24家大学、研究所和企业得到了中国搅拌摩擦焊中心代理办法的搅拌摩擦焊专利许可。在世界范围内,从欧洲的英国、法国、德国、挪威,以及美国、加拿大,亚洲的日本等,搅拌摩擦焊已经成为工业制造领域轻合金材料如铝合金、镁合金等首选连接技术。
  在中国,尽管早在1996年开始就有技术人员在尝试着探索搅拌摩擦焊技术的基础和机理,但是至到2002年4月18日北京航空制造工程研究所与英国焊接研究所签署搅拌摩擦焊专利许可协议及中国搅拌摩擦焊中心(北京赛福斯特技术有限公司)的成立,才标志着搅拌摩擦焊技术在中国的软着陆和发展的正式启动,从此中国焊接史上翻开了新的篇章。
  随着搅拌摩擦焊技术的发展和应用的日渐成熟,市场对搅拌摩擦焊设备需求逐渐增多,世界范围内已经有近15家专业化的搅拌摩擦焊设备制造厂家,其中包括北京赛福斯特技术有限公司(中国搅拌摩擦焊中心)。到2006年底,该公司已经为国内客户设计开发了20台专业化的搅拌摩擦焊设备。搅拌摩擦焊设备也从最初的铣床改造、专业化的机床式焊接设备,向数控、柔性、机器人等技术发展。
  在世界范围内,搅拌摩擦焊已经作为一项产业化技术在宇航、汽车、飞机等领域快速发展。在中国,搅拌摩擦焊的技术开发、推广也初具成果,尤其是在中国船舶制造工业,搅拌摩擦焊已经在宽幅铝合金型材壁板结构中规模化应用,2006年赛福斯特公司在北京建立了国内第一个专业化的搅拌摩擦焊生产加工车间,批量化为国内主要舰船制造厂提供高质量的军用和民用宽幅(12mX5m)搅拌摩擦焊型材壁板,其中包括船甲板、外壁侧板和内装围板和隔板等。在中国,搅拌摩擦焊船舶制造已经扬帆启航。