搅拌摩擦焊的专利综述与分析.pdf

科技论坛2075.12搅拌摩擦焊的专利综述与分析孙永昌(国家知识产权局专利局专利审查协作江苏中心)摘要:以DWPI数据库和 CNAIBS数据库中的检索结果为样本,采用定性分析与定量分析相结合的方式对搅拌摩擦焊专利进行一次全面的统计分析,总结了搅拌摩探焊生产技术的现状和发展趋势,以及主要国家、主要申请人在搅拌摩搽焊生产技术领域的研究水平利和专利中请状況。关键词:搅拌摩搽焊:数据库:专利Patent summarization and analysis of friction stir weldingSun Yongchang(the Patent Office of the Patent Office of the State Intellectual Property office, Jiangsu Center forAbstract: In this paper soi ectod scarch resul is rom DWPI dat abase and CNABS databasc as the sampi opatents on PSW are comprehensivly statistical summarized according to the method of qualitative analysisand quantitative analysis. It summarizes the technology status and development trends of TSW and level orcscarch and patent appl icat ion salus of the ma jor countrics in the ficld Icvci of friction stir weldingKeywords: FSW; Database; Patent搅拌摩擦焊拶是英国焊按研究所1991年发明并获得专利保应用。从整体上看,搅拌摩擦焊的中请处在增长状态,可见国内外护的新型固相焊接技术,也是自发明到工业应用时间跨度最短关于搅拌摩擦技术的研究在不断增多,研究热度还在持续项连接技术。搅拌摩擦焊涉及的技术领域十分宽广,经过深入1.2申请国家或地区分布研究搅拌摩擦焊主流技术方向,结合我国目前搅拌摩搽焊的研究搅拌摩捺焊在世界范围内都得到了广泛的研究,图1为搅拌现状,硏究将搅拌摩搽焊技术在航空、汽车、高速列车、电子产品摩擦焊专利申请的国家和地区分布,排在前七位的分别是口本、颂域的应用和技术技术革新。而通过 CNABS和DWPI数据库对国美国、欧洲、中国、韩国、加拿大、俄罗斯,在这7个国家中日本内外搅拌摩擦焊产业的专利信息进行检索并进行宏观数据态势枝独秀,远高于其他国家和地区达到39%,美国、欧洲接近分别达分析以及针対重要关注点的分析,可以得到技术发展路线和技术到19%和18%,中国达到14%。日本对该技术已取得较大的技术优应用态势。势,中请量上远远大于其他国家,而欧美在该领域保持着相对均搅拌摩擦焊技术的专利状况衡的研究,中国虽然起步较晚,但是也分重视,尤其是近些年中请量上大幅增加。1专利数量在DWPI数据库中,通过检索得到19902014年涉及搅拌摩6%3盟%日本擦焊的专利中请大约6080件。19901996年相关专利中请数星14口美国39%较少、增长缓慢,基本维持在5070篇,这是由于还处于起步阶口欧洲段;经过前期的技术积累,19972007年总体呈类拋物线增长,口中国韩国到2007年达到305件;2008年出现小幅回落,2008年-2011口加拿大年呈一个正态分布式图形,而2012-2014又恢复快较快增长模口俄罗斯式,公开的专利数量达到386篇、116、476篇,可见搅拌摩擦焊19%工艺的口渐成熟吸引了越米越多的研究以及得到了更为广泛的图1中请人国别或地区分布122甲测i2075.12科技论坛2搅拌摩擦焊的专利研究热点方向轴向压力控制手段,由于上、下轴肩旋转速度不同,可改变上、下搅拌摩擦焊在航空肮天、船舶、高速车辆、电子等方面得到了轴肩对工件摩擦产热量,避免焊維金属过热而产生晶粒粗大的缺更产泛的成用.例如,波音公司搅摩擦焊工具多涉及搅半擦,提高焊接质量和效率焊工具组件,用于飞机组件制造:株式会社口立制作社申请了涉3主要申请人分析及意义及车体结构制造的搅拌摩擦焊设备及工艺方法,其设备专利包括在对国内外主要的申请人申请的专利进行统计分析,对申请摩擦搅拌点焊工具、能在一台机械上进行切削和接合的复合加工人检索和中请带米一定的指向作用。企业在进行专利中请时,如装置。从目前的研究热点上看,在同种材料的单面搅拌焊基础上,果注意到其他申请人的相同领域的中请,有的放矢可避免技术方逐步扩展,主要延伸异种金属的搅拌摩擦焊、双面高速焊接、以及案相同的无效申请的数量,同时也避免侵犯他人专利权的事情的对搅拌头的进一步优化等方面发生。双面搅拌摩擦焊硏究3.1国外申请人双面搅拌摩擦焊是近两年兴起的热点,以日木三菱日立制铁日本轻金属株式会社是搅拌摩擦焊技术的主导企业,自机械株式会社的公开号为W02012/029176M1的专利为例,介绍关1998年以来其向全球中请了185篇(截止公开日2014年5月于双面搅拌棽擦焊技术的状况。该专利采用双搅拌头在工件两面1口)有关搅拌摩擦焊技术的专利,其中向中国申请的专利就同时焊接,通过上搅拌头和下搅拌头对工件上、下面的同步搅拌,多达37项,其公开号为W02011/1034590A1、JP2011-28402A不仅可以提高搅拌摩捺焊的焊接速度,提高生产效率,还能够扣的专利分别关于通过搅拌摩摩擦焊生产导热板,公开号为制单面焊接产生的变形和组织缺陷WO2013/094246A1的专利关于通过搅拌摩擦焊生产液冷套。国内的哈尔滨工W业大学也中请了关于双面搅拌摩擦焊方面本田技研工业株式会社作为汽车和摩托车生产企业,将搅拌的专利,如公开号为N102601516A的专利,其公开了一种双面对摩探焊技术汽车和摩托车上产中得以应用,向全球中请了101篇称搅拌摩擦焊接方法,焊接过程中将上搅拌头和下搅拌头以相同有关搅拌摩擦焊技术的专利,其研究方向主要涉及汽缸体和汽缸的旋转速度、相同的旋转方向分别从第一被焊工件利第二被焊工套的搅拌摩摩擦焊、异种金属的焊接、摩擦搅拌焊接工具的改造。件的上、下表面以相同的扎入速度扎入第一被焊工件利第二被焊空客公司是全球大飞机生产商,其在航空领域占据领先地位。至工件间的焊接起始位置,上搅拌头和下搅拌头的轴肩表面压入第今,空客公司申请了34篇有关搅拌摩擦焊技术的专利,主要集中被工件和第一被工件间的深度相同米用技术解決丁单。机零部件的焊接。面搅拌摩搽焊接头组与力学性能不对称,存在根部缺陷,装卡国外的中请人以企业为主,并将在生产上的应用作为研究主困难,自持式搅拌摩擦焊搅拌针易断裂,焊接效率低,接头性能不要方向,日前在导热部件、交通工具上得剑了产业化的应用,预