双面同步氩弧焊;筒体内外的2名焊工要同时起弧,向同一方向焊接,配合默契。留有间隙的坡口,里外的焊工可以彼此看到相互的电弧掌握焊接的速度,没有间隙的坡口也可以根据透出焊肉的高低来判断是否速度一致,如果透得多,里面的焊工速度可以快一点,如果少可以慢一点。里面的焊工根据坡口的形式可以选择不送丝,由于外部要熔焊丝,外面焊机的焊接电流一般高出里面焊机焊接电流的10-20A左右,尽量减少焊接的层数,因为焊层越多,越易产生气孔。坡口加工的不平度要求均匀,对口间隙要均匀,可以通过点固焊的方式或者加不锈钢的间隔板的方法来控制对口间隙。
在发现生产铝这种节约成本的材料的合适方法后,下一步就是对这种基础材料进行加工和改良。
纯铝有一些独特而重要的特征。举个例子,防腐性和电导性。但是,由于纯铝承载率相对较低,所以不是进行结构焊接装配的材料。人们很快发现,在纯铝中添加相对小量的合金元素,铝的特性会发生很大改变。生产批铝合金,其中之一就是铝-铜合金。1910年左右,发现合金家族中的沉淀物硬化现象。许多这些沉淀物硬化合金在发展中的飞机业产生的效益立竿见影。紧跟着铝-铜合金,许多其它合金也发展起来。研究发现,通过加入像铜(Cu),锰(Mn), 镁(Mg),硅(Si)和锌(Zn)和这些元素的混合物,纯铝的各种物理和机械特征发生了明显的变化。许多这些新合金都能匹配质量好的碳钢的承载力——三分之一的重量。
在焊接过程中,搅拌针在旋转的同时伸入工件的接缝中,旋转搅拌头(主要是轴肩)与工件之间的摩擦热,使焊头前面的材料发生强烈塑性变形,然后随着焊头的移动,高度塑性变形的材料逐渐沉积在搅拌头的背后,从而形成搅拌摩擦焊焊缝。搅拌摩擦焊对设备的要求并不高,基本的要求是焊头的旋转运动和工件的相对运动,即使一台铣床也可简单地达到小型平板对接焊的要求。但焊接设备及夹具的刚性是极端重要的。搅拌头一般采用工具钢制成,焊头的长度一般比要求焊接的深度稍短。应该指出,搅拌摩擦焊缝结束时在终端留下个匙孔。通常这个匙孔可以切除掉,也可以用其它焊接方法封焊住。针对匙孔问题,已有伸缩式搅拌头研发成功,焊后不会留下焊接匙孔。
搅拌摩擦焊主要是用在熔化温度较低的有色金属,如Al、cu等合金。这和搅拌头的材料选择及搅拌头的工作寿命有关。当然,这也和有色金属熔化焊接相对困难有关,迫使人们在有色金属焊接时寻找非熔化的焊接方法。对于延性好、容易发生塑性变形的黑色材料,经辅助加热或利用其超塑性,也有可能实现搅拌摩擦焊,但这就要看熔化焊和搅拌摩擦焊哪个技术经济指标更合理来决定。