我国搅拌摩擦焊技术的研究现状与热点分析

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搅拌摩擦焊镁铝异种材料研究现状

随着现代制造技术的不断进步，材料焊接技术也在不断发展。

搅拌摩擦焊作为一种新型的焊接方法，因其低能耗、无污染、高效率等优点而备受关注。

在工业界和学术界，对搅拌摩擦焊技术的研究也越来越深入。

一、搅拌摩擦焊简介1. 搅拌摩擦焊的原理和特点搅拌摩擦焊是一种无熔金属的固态焊接方法，通过机械搅拌和摩擦加热的方式将材料焊接在一起。

与传统的熔化焊接方法相比，搅拌摩擦焊具有温度低、热影响区小、焊接变形小等优点。

2. 搅拌摩擦焊的应用领域搅拌摩擦焊技术已广泛应用于航空航天、汽车制造、铁路交通等领域，尤其在焊接铝合金、镁合金等轻金属材料方面具有独特优势。

二、搅拌摩擦焊镁铝异种材料研究现状1. 镁铝异种材料的特点镁铝异种材料因其密度低、强度高、耐腐蚀等特点，被广泛应用于航空航天、汽车制造等领域。

然而，由于镁铝材料的化学性质和熔点差异较大，传统的焊接方法往往难以实现良好的焊接效果。

2. 搅拌摩擦焊镁铝异种材料的研究现状为解决镁铝异种材料的焊接难题，学术界和工业界进行了大量的研究。

目前，搅拌摩擦焊镁铝异种材料的研究已取得了一定进展，但仍存在一些挑战。

3. 研究现状的主要问题（1）焊接接头的组织和性能不稳定，需要进一步优化工艺参数和焊接头形貌。

（2）搅拌摩擦焊镁铝材料的金属间化合物生成机理和影响因素尚不清楚，需要深入研究。

（3）焊接接头的力学性能、耐腐蚀性能等方面还需要进一步评估和提升。

三、未来研究方向1. 优化焊接工艺参数针对搅拌摩擦焊镁铝异种材料存在的问题，未来研究可以进一步优化焊接工艺参数，包括搅拌转速、下压力、焊接速度等，以获得更稳定的焊接接头组织和性能。

2. 深入研究金属间化合物形成机理金属间化合物的生成对搅拌摩擦焊接头的性能具有重要影响，未来的研究可以针对金属间化合物的形成机理和影响因素进行深入探讨，为优化焊接工艺提供理论依据。

3. 综合评价焊接接头性能未来的研究还可以从焊接接头的力学性能、耐腐蚀性能等方面进行综合评价，探索提升镁铝异种材料搅拌摩擦焊接头综合性能的途径。

谈搅拌摩擦焊技术

成功案例介绍及经验总结
01
成功案例一
某航空制造企业成功应用搅拌摩擦焊技术，实现了铝合金材料的可靠连
接。通过合理的工艺参数设置和操作规范，获得了高质量的焊接接头，
提高了生产效率。
02
成功案例二
某轨道车辆制造企业采用搅拌摩擦焊技术，实现了不锈钢车体结构的快
速、高效连接。通过优化工艺参数，降低了焊接变形和应力，提高了焊
THANKS
谢谢您的观看
汽车制造领域
车身结构的连接
搅拌摩擦焊技术可用于汽车车身结构的连接，提高车身的强度和刚度。
新能源汽车电池托盘的焊接
搅拌摩擦焊技术还可用于新能源汽车电池托盘的焊接，提高电池托盘的稳定性和安全性。
轨道交通领域
轨道车辆的制造
搅拌摩擦焊技术可用于轨道交通领域中轨道车辆的制造，提高车辆的稳定性和安全性。
地铁车辆车体的焊接
搅拌摩擦焊技术还可用于地铁车辆车体的焊接，提高车体的强度和刚度。
新能源领域
太阳能板的焊接
搅拌摩擦焊技术可用于新能源领域中太阳能板的焊接，提高太阳能板的稳定性和效率。
VS
风力发电机叶片的焊接
搅拌摩擦焊技术还可用于风力发电机叶片的焊接，提高叶片的稳定性和安全性。
03
搅拌摩擦焊技术工艺流程与设备
，能够产生摩擦热和塑性变形，实现材料的连接。
控制系统
02 用于控制搅拌头的旋转速度、压力和焊接时间等参数
，确保焊接过程的稳定性和可控性。
焊接夹具
03
用于固定待焊接的材料，确保焊接过程的稳定性和精
度。
设备选型与维护
设备选型
根据生产需求和预算等因素，选择适合的搅拌摩擦焊设备，包括搅拌头的类型、尺寸和控制系统等。

我国搅拌摩擦焊技术的研究现状与热点分析

摘要：从搅拌摩擦焊材料、工艺、焊接机理、有限元数值模拟、接头耐腐蚀性等方面分析了国内对搅拌摩擦焊研究取得的成果与现状，并预测了未来几年国内搅拌摩擦焊研究的热点和重点。

分析认为：铝合金仍是未来几年搅拌摩擦焊的主要研究材料，而镁合金、铜合金、不锈钢、碳钢以及异种金属的搅拌摩擦焊将也将成为研究的热点。

焊接工艺、有限元数值模拟以及接头性能和焊后加工处理也将成为搅拌摩擦焊研究的热点和重点。

关键词：搅拌摩擦焊；焊接材料；焊接工艺；数值模拟；复合焊接中图分类号：TG453＋．9文献标识码：C 文章编号：1001－2303(2011)10－0092－06第41卷第10期2011年10月Vol．41No．10Oct．2011Electric Welding Machine收稿日期：2011－03－22作者简介：陈杰(1966—)，男，学士，主要从事特种设备质量安全管理和科研工作。

陈杰1，张海伟2，刘德佳2，王小明2(1．重庆市特种设备质量安全检测中心，重庆401121；2．重庆大学机械传动国家重点实验室，重庆400030)Research progress and focus of friction stir welding in ChinaCHEN Jie 1，ZHANG Hai-wei 2，LIU De-jia 2，WANG Xiao-ming 2(1．Chongqing Special Equipment Quality Safe Inspection Center ，Chongqing 401121，China ；2．State Key Laboratoryof Mechanical Transmission ，Chongqing University ，Chongqing 400030，China)Abstract ：In this paper ，the domestic achievements made in 2010were analyzed from the aspects of FSW materials ，welding processes ，welding mechanisms ，finite element simulation ，and the corrosion resistance of the joints．The domestic focuses and emphasis in friction stir welding research in the next few years were forecasted．Analysis showed that aluminum alloys will also be the main materials for FSW in the next few years ，while magnesium alloys ，copper alloys ，stainless steels ，carbon steels and some dissimilar metals will become hot research materials of FSW．And welding processes ，finite element simulation ，the properties of welding joints and the treatments of post welding will also be focuses in friction stir welding research．Key words ：frictions stir welding ；welding materials ；welding process ；finite element simulation ；hybrid welding 0前言搅拌摩擦焊技术经过十几年的发展已日趋完善，并成功应用于航空、航天、汽车、造船和高速铁路列车等诸多结构制造领域。

搅拌摩擦焊接技术研究现状与应用

近几年来，搅拌摩擦焊技术也引起了我国科技工作者的高度重视，先后开展了对铝合金（如防锈铝、锻铝、硬铝、超硬铝等）、紫铜、ＰＶＣ塑料等材料的搅拌摩擦焊研究，同时还在积极开展钛合金、镁合金和黑色金属的搅拌摩擦焊工艺研究，同时对搅拌摩擦焊的机理、微观组织、力学性能和搅拌摩擦焊的核心技术搅拌头等都展开了深入的研究。并取得了一定的工程应用［１１］。
慢；焊接时焊件必须夹紧，还需要垫板；焊后焊缝上留有锁眼。目前，由于搅拌头特形指棒材料所限，搅拌摩擦焊仅用于铝合金产品的连接。据报道，英国焊接研究所正在开展钛合金搅拌摩擦焊的工艺研究［４］。１．４新的摩擦焊方法
近年来为了适应新材料与新结构的应用，国内外在摩擦焊接及相关技术方面取得了重要进展，其中以线性摩擦焊（Ｌｉｎｅａｒｆｒｉｃｔｉｏｎｗｅｌｄｉｎｇ）、摩擦堆焊（Ｆｒｉｃｔｉｏｎｓｕｒｆａ－ｃｉｎｇ）、搅拌摩擦焊（Ｆｒｉｃｔｉｏｎｓｔｉｒｗｅ－ｌｄｉｎｇ）、摩擦塞焊（Ｆｒｉｃｔｉｏｎｐｌｕｇｗｅ－ｌｄｉｎｇ）等被称为是 “科学摩擦（Ｓｃｉ－ｅｎｃｅｆｒｉｃｔｉｏｎ）”的先进摩擦焊接技术最具代表性［５］。这些新颖的摩擦焊接技术不仅拓展了摩擦焊的应用范围。而且提高了焊接部件的整体性能和可靠性。使那些难焊或不能焊的材料也能获得高质量的焊缝。研究先进摩擦焊接技术具有重大的理论意义和工程应用价值［６］。
挪威Ｈａｕｇｅｓｕｎｄ的ＧｙｄｒｏＭａｒｉｎｅＡｌ－ｕｍｉｎｉｕｍ铝板厂每年都要生产７０ｋｍ以上无缺陷的ＦＳＷ铝板，主要用于造船
业的船甲板、壳体、船舱壁等部位的焊接。日本住友轻金属公司采用ＦＳＷ生产铝质蜂窝结构板件和耐海水的板材，其中耐海水的板材由５块宽度为２５０ｍｍ的５０８３铝合金挤压板连接成一块尺寸为１２５０ｍｍ×５０００ｍｍ的铝合金板，由于其焊缝根部和背面具有良好的平整性而被用作船舱壁板。ＦＳＷ在船舶轻合金预成形结构件上的应用，在外观、重量、性能、成本以及制造时间上具有明显的优越性，不仅能用于船舶轻合金结构件的制造，还可用于现场装配，为现代船舶制造提供了新的连接方法，也是现代焊接技术发展的又一次飞跃。３．３陆路交通

搅拌摩擦焊及其研究现状

ａｖｎａｅｓｗｅ１ＷｅｉｔｄｃｈｒｃｓｎｎｕｎｉｇｆｃｏｓｏＳ．ａａｙｅｔｅｍｉｒｓｒｔｒｎｒｐｒｙｏｄａｔｇｓａｌ．ｎｒｕｅｔｅｐｏｅｓａｄｉｆｅｃｎａｔｒｆＦＷｏｌｎｌｚｈｃｏｔｕｅｕｅａｄｐｏｅｆｔ
和旋转方向上产生的机械搅拌和顶锻作用下．针的前表面把焊
固态连接方法 “ 。与传统的熔化焊接方法相比较，拌摩擦搅焊具有晶粒细小，劳性能、疲拉伸性能和弯曲性能良好、尘烟、无无气孔、飞溅、无节能、无需焊丝、接时不需使用保护气体、焊焊接后残余应力和变形小等优点。
温度升高，度降低。焊针在外力作用下不断顶锻和挤压接缝强
０前言
两边的材料，至轴肩紧密接触工件表面为止。这时，旋转轴直由肩和焊针产生的摩擦热在轴肩下面和焊针周围形成大量的塑化
ＡｂｔａｔＦｉｔｎｓｒｗｌｉｇＦＷ）ｉａｎｗｓｌｓｒｃｒｉｔｅｎ（Ｓｃｏｉｄｓｅｏｄ—ｓｔｊｉｉｇｔｈｏｏｙｔａｉｉｖｔｄｉｅｅｒ９０Ｓｔｉｔｅｏｎｎｃｎｌｈｔｓｎｉｎｔａｌ１９．Ｉａｅｇｅｈｙ
ＲＥＳＥＡＲＣＨＴＡＴＵＳｏＦＳＦＲＩＣＴＩｏＮＳＴＩＷＥＬＤＩＲＮＧ

搅拌摩擦焊研究现状

搅拌摩擦焊研究现状第一篇：搅拌摩擦焊研究现状搅拌摩擦焊技术在国内外的发展状况搅拌摩擦焊的技术特点是焊接金属不熔化，焊缝为锻造的细晶组织，并且作业环境不受限，适合于大型结构的焊接，同时工艺参数少、参数裕度大，焊接质量稳定，是一项高效、低成本、环保的固相焊接新技术。

正是由于搅拌摩擦焊所具有的这些技术特色和优点，这项技术被称之为焊接技术的一场革命，也使得这项技术从发明至今的短短十几年内，得到了其它焊接方法从未有过的快速发展，尤其是在国外，搅拌摩擦焊技术发展和工业应用的速度之快令人瞠目结舌。

首先表现在搅拌摩擦焊应用的材料上，除了各种铝合金、镁合金和铜合金以外、钛、钢甚至高温合金等高熔点高热强金属材料的搅拌摩擦焊技术研究甚至工业应用也已经开始。

当前，搅拌摩擦焊单道一次焊透铝板的能力为最厚100mm、最薄0.5mm，焊接铜板最厚达50mm，焊钛合金最厚达25mm。

从焊接方法的发展来看，搅拌摩擦焊已从最初的一体式搅拌头焊接方法发展衍生出了分体搅拌头（可回抽搅拌头，固定轴肩搅拌头）式搅拌摩擦焊、双焊接头（同面共主轴反向旋转，双面双主轴）搅拌摩擦焊、双轴肩搅拌摩擦焊、高转速搅拌摩擦焊以及搅拌摩擦点焊等。

由于搅拌摩擦焊是通过搅拌工具施加的运动和作用力使被焊材料形成焊缝的，焊接过程中的作用力很大，因此焊接设备本身刚性一般都很大、很笨重。

但国外搅拌摩擦焊设备已从最初的类铣床结构发展出了动龙门动横梁多轴联动搅拌摩擦焊设备、机器人搅拌摩擦焊设备、移动式搅拌摩擦焊设备甚至便携式搅拌摩擦焊设备。

焊接设备的发展，也使搅拌摩擦焊的适用对象从简单规则形状焊缝发展到了空间曲线焊缝的焊接和外场的维修补焊。

最后，从工业应用来看，搅拌摩擦焊已在先进国家的航空、航天、兵器、电力电子、石油化工、船舶、轨道交通、汽车等制造领域得到了大量应用，应用部位已从非承力、次承力结构发展到关键承力结构上，搅拌摩擦焊在国外铝、镁等轻合金结构制造上正在成为主导甚至必选的制造技术手段。

搅拌摩擦焊研究现状及创新设想

制约其应用的一个关键瓶颈。随着不锈钢焊接件的数量、品种、规格的不断增加对焊接工艺和焊接质量提出了更高的要求ＦＷ为不锈钢Ｓ的焊接提供了新的途径不锈钢等高熔点材料的ＦＷ是目前ＦＷ技ＳＳ术的研究热点如果想获得高质量的不锈钢焊接街头．就需要耐高温材料制作的搅拌头．前大家都在研究中目２４设备研制．搅拌摩擦焊接设备是控制搅拌摩擦焊工艺过程从而获得搅拌摩擦焊接头的物质基础．它包括焊机和焊具两个方面焊机一般由专业、生产公司来提供．也有用户采用铣床改制的．而焊具一般由用户自己设计制作．也可从生产公司购置我国仅有一家被授权制造这种焊接设备的公司．即中国搅拌摩擦焊中心北京赛福斯特技术有限公司哈尔滨工业大学、华东船舶工业学院及兰州理工大学等七个单位所用设备均由该公司提供该公司已经开发出了ｃ型、龙门式和悬臂式三个系列的搅拌摩擦焊机（包括工装）。中国搅拌摩擦焊中心在相继研制了ｃ型、型和Ｔ型三种通用焊具后．又研制出一种适用于厚板一次成ｗ形焊接的ｖ型特种焊具．还开发出了能够实现无匙孔搅拌摩擦焊的焊针可回抽式焊具［３１
图１搅拌摩擦焊原理示意图
２搅拌摩擦焊研究现状
２１异种金属焊接应用．
异种材料连接结构具有两种材料综合的优异性能．在航空航天、空间技术、核工业、电子、微汽车、石油化工等领域得到了广泛的应用，因此对异种材料焊接的深入研究有着十分重要的意义搅拌摩擦焊对材料的适应性很强，是镁合金、锌合金、合金、铜铅合金以及铝基复合材料等材料的板状对接或搭接的优先选择搅拌摩擦焊可以较容易的实现异种材料连接．目前研究较多的是镁一铝异种材料搅拌摩擦焊技术．此外．利用搅拌摩擦焊还可以较方便的实现铜铝复合焊接接头和铝一钢板材之间的连接如严铿、于怀东等人ｌ行的关于铜／Ｊ１进铝异种金属的搅拌摩擦焊以取得相应结果２轻金属焊接．２随着铝合金等新型合金材料在各行业的应用．传统的熔焊方法就显得力不从心了。熔焊时容易产生裂纹、等缺陷，气孔同时还要注意气体保护．大型构件的生产中是极为不方便的搅拌摩擦焊可以轻这在松的实现全线自动化生产．不需要气体保护或者是少许的保护。前，目可以焊接Ｏ８７ｒ．５ｍ厚度的铝合金材料．～ａ适应性极强同时由于搅拌摩擦焊过程不存在被焊材料的熔化．焊缝成型和质量都不会受到焊缝或工件位置改变的影响．以搅拌摩擦焊具有相当的柔性．所可以实现Ｉ、Ｄ、Ｄ结构的焊接口Ｄ２３

搅拌摩擦焊技术研究与应用

搅拌摩擦焊技术研究与应用搅拌摩擦焊技术研究与应用陈湘陵谢振中课题：湖南省科技厅自然科学课题，课题编号：2011CK3056。

本文性连接的目的。

该技术是以固相连接工艺实现的焊接技术。

2.搅拌摩擦焊技术优点与传统焊接方法相比，搅拌摩擦焊技术具有以下几个优点。

一是焊前不需进行复杂的准备，被焊材料不熔化，焊接接头性能优良，固相连接接头强度高，可实现全方位焊接；二是焊接过程可靠性高，尺寸精度高，生产率高，成本低且节能；三是具有广泛的工艺适应性，能有效减小或消除冶金化学反应问题，能焊接性能差异很大的异种金属材料，亦可焊接同一台设备的金属和非金属材料；四是安全环保，焊接过程整洁，不会产生飞溅、辐射的情况，或产生有害物质。

二、搅拌摩擦焊技术研究现状-系统开展搅拌摩擦焊技术的研究和应用；2002年4月份，“中国搅拌摩擦焊接中心”在北京饭店成立，被英国焊接研究所授予独家许可权，即拥有发放和管理中国区域的搅拌摩擦焊接技术的专利许可。

直至今日，研究搅拌摩擦焊接技术与设备的学院、研究所已达到20几家单位，其中包括有清华大学、南昌航空工业学院、哈尔滨理工大学、中科院沈阳金属所等。

历经几十年的发展，该技术在国内已经具备了从工艺、设备、控制、检验等整套完备的专业技术规模，并且在基础理论研究上也形成了一定的独立体系。

我国科技工作者高度重视，除了对搅拌摩擦焊的机理、力学性能、搅拌头等展开深入研究外，还先后开展了对铝合金紫铜、PVC塑料、钛合金、镁合金等材料搅拌摩擦焊工艺的研究。

三、搅拌摩擦焊技术应用现状1.航空应用FSW焊500喷气还例如，由挪威GydroMarineAluminium铝板厂生产的无缺陷FSW铝板，用于船舶的甲板、壳体、船舱壁等部位的焊接；日本住友轻金属公司采用FSW生产的铝质蜂窝结构板件和耐海水板材等等。

3.陆路交通应用在陆路交通上，FSW主要的应用领域为高速或轨道列车，以及地铁车厢、有轨电车，汽车的引擎、底盘、轮毂、车身支架、载货车尾部升降平台、汽车起重器，以及装甲车的防护甲板等等。

搅拌摩擦焊的研究现状及前景展望

搅拌摩擦焊的研究现状及前景展望搅拌摩擦焊应用广泛，具有成本低、高性能以及高效率等特性，在不同领域得到了广泛的应用。

本文将对搅拌摩擦焊的研究现状以及应用进行详细的分析。

标签：搅拌摩擦焊；研究现状；应用英国焊接研究所发明的搅拌摩擦焊（Friction Stir Welding，简称FSW），曾经于1991年获得世界范围内专利保护，它是一项非常奇特的新型固相焊接技术，也是焊接技术史上从发明到将其应用到工业中时间最短的一项焊接技术，其曾被称作是“世界焊接史上的第二次革命”。

搅拌摩擦焊与其他传统的焊接技术相比较而言，其具有成本低廉、不会造成污染、焊接后变形较小以及高效等特点，这些特点是其他焊接技术无法企及的。

搅拌摩擦焊的这些特性使其得到了广泛的应用，其主要应用于结构制造领域，例如航空、航天、汽车以及船舶等领域。

基于此，文章将从焊接材料、工艺参数、焊接技术等原理对搅拌摩擦焊进行详细的研究分析，并且对搅拌摩擦焊未来的发展趋势进行探讨。

1 搅拌摩擦焊的原理分析及其优缺点（1）搅拌摩擦焊的原理分析。

搅拌摩擦焊的搅拌头的特征是圆柱状并且其轴肩是非常特殊的，搅拌头以合适的速度插入到被焊构件的焊接处，并且以一定的速度向前匀速移动，被焊构建与搅拌头之间由于一定的摩擦力度而产生相应的热度，当温度达到一定水平时，其将会使得搅拌头附近区域的材料软化，从而以实现热塑化的目的。

当搅拌头由于受到某种力度时，将会渐渐的向前缓慢前行，这时候热塑化后的材料将由搅拌头的前部向后部移动，并且位于搅拌头处的轴肩将会产生锻造压力，固相连接就会在这种压力之下而实现。

在搅拌焊接的过程中，需要注意的是被焊构件需要进行牢固固定，而且需要在焊缝的背面加上衬垫以防止由于搅拌头的力度而导致构建以及塑性金属流失。

（2）搅拌摩擦焊的优缺点分析。

搅拌摩擦焊的优点主要有以下几个方面：第一，由于搅拌摩擦焊采用的技术原理是固相焊接技术，从而不会导致材料融化的现象发生；第二，，搅拌摩擦焊具有质量过硬、操作起来效率高以及不需要高昂的成本；第三，搅拌摩擦焊没有特定的接头形式，其支持多种规格形式不一的焊接方式；第四，采用搅拌摩擦焊技术，在焊接过程中产生的残余应力较小，从而残余应力对构件所带来的变形影响较小；第五，采用搅拌摩擦焊技术进行焊接后所产生的焊缝的组织为细晶组织，从而没有其他传统焊接技术所带来的裂纹、气孔等缺陷，这将大大减少后续的维修费用；第六，搅拌摩擦焊操作起来较为简单，能够非常方便的就实现自动化技术。

搅拌摩擦焊焊接工装的国内外研究现状综述

搅拌摩擦焊焊接工装的国内外研究现状综述搅拌摩擦焊是一种先进的焊接技术，广泛应用于航空航天、船舶制造、汽车制造等领域。

而搅拌摩擦焊焊接工装作为搅拌摩擦焊的重要辅助工具，在焊接过程中发挥着至关重要的作用。

本文将对搅拌摩擦焊焊接工装的国内外研究现状进行综述。

1. 搅拌摩擦焊焊接工装的发展历程搅拌摩擦焊焊接工装最早起源于国外，随着我国近年来对高端制造技术的重视，国内也开始了对该技术的研究与应用。

国外早期的搅拌摩擦焊焊接工装多采用简单的结构设计，而随着工艺的不断改进，现在已经出现了多种复杂的工装设计，以满足不同焊接对象的需求。

国内的研究也在不断加强，通过引进和消化吸收国外先进技术，我国在搅拌摩擦焊焊接工装领域已经取得了一定的进展。

2. 国外搅拌摩擦焊焊接工装研究现状在国外，搅拌摩擦焊焊接工装的研究主要集中在工装设计和优化上。

美国、日本等发达国家的研究机构和企业投入大量资金用于研究搅拌摩擦焊焊接工装，设计出了多种结构合理、性能卓越的工装。

这些工装不仅可以提高焊接质量，还可以加快焊接速度，提高生产效率，节约成本。

同时，国外还在不断探索新的工艺和材料，以适应不同焊接对象的需要。

3. 国内搅拌摩擦焊焊接工装研究现状我国在搅拌摩擦焊焊接工装领域的研究也在不断深化。

国内许多高校、科研机构和企业相继开始了对搅拌摩擦焊焊接工装的研究工作。

他们通过仿真模拟、实验验证等手段，设计出了一些具有自主知识产权的工装，为我国搅拌摩擦焊产业的发展做出了积极贡献。

同时，我国研究人员也在积极与国外开展合作，共同推动搅拌摩擦焊焊接工装技术的进步。

4. 未来的发展趋势与展望搅拌摩擦焊焊接工装作为搅拌摩擦焊技术的重要组成部分，具有广阔的应用前景。

未来，随着信息化、智能化技术的不断进步，搅拌摩擦焊焊接工装将会呈现出更加智能化、高效化的发展趋势。

同时，我国在搅拌摩擦焊焊接工装领域的研究力量也将会不断增强，为我国高端制造业的发展提供强有力的支持。

总之，搅拌摩擦焊焊接工装的国内外研究现状在不断发展和完善，通过国际合作与创新研究，相信这一技术将会为各行业的高端制造带来更多的机遇和挑战。

谈搅拌摩擦焊技术研究与应用

CATALOGUE 目录•搅拌摩擦焊技术简介•搅拌摩擦焊技术研究现状•搅拌摩擦焊技术在不同领域的应用•搅拌摩擦焊技术的前景展望与发展趋势•结论搅拌摩擦焊是一种新型的焊接方法，其核心是利用搅拌头与工件之间的摩擦热和塑性变形热，使工件局部加热至塑性状态，并在搅拌头的强烈搅拌作用下实现材料的连接。

与传统的熔焊方法不同，搅拌摩擦焊过程中不涉及熔化，因此可以避免熔焊过程中出现的元素烧损、接头组织性能恶化等问题。

高效节能接头质量高适用范围广操作简单ABCD航空航天领域汽车制造领域其他领域轨道交通领域搅拌摩擦焊技术的应用范围搅拌摩擦焊技术的研究进展搅拌摩擦焊技术自发明以来，经过多年的研究和发展，已经在多个领域得到广泛应用。

在科研方面，研究者们不断探索新的搅拌摩擦焊技术，提高其焊接质量和效率。

在应用方面，搅拌摩擦焊技术已经应用于航空、航天、汽车、船舶等领域，取得了良好的效果。

010203搅拌摩擦焊技术的优势与局限搅拌摩擦焊技术的研究热点与挑战总结词搅拌摩擦焊技术在航空航天领域的应用具有广泛性和重要性。

要点一要点二详细描述搅拌摩擦焊技术在该领域主要用于制造飞机和火箭等关键部件，如铝合金和钛合金的焊接。

相比传统焊接方法，搅拌摩擦焊技术具有更高的焊接质量和更快的焊接速度，提高了生产效率，降低了制造成本。

此外，搅拌摩擦焊技术还具有较好的接头强度和耐腐蚀性，使得飞机和火箭等关键部件的寿命更长、安全性更高。

航空航天领域总结词搅拌摩擦焊技术在汽车制造领域的应用日益增多，成为汽车制造的重要焊接方法之一。

详细描述搅拌摩擦焊技术在该领域主要用于制造汽车车身、底盘和发动机等关键部件，如低碳钢、铝合金和不锈钢的焊接。

相比传统焊接方法，搅拌摩擦焊技术具有更高的焊接质量和更快的焊接速度，提高了生产效率，降低了制造成本。

此外，搅拌摩擦焊技术还具有较好的接头强度和耐腐蚀性，使得汽车的关键部件更加可靠、耐用。

总结词搅拌摩擦焊技术在船舶制造领域的应用具有广泛性和重要性。

我国搅拌摩擦焊技术的研究现状与热点分析

此接头强度最高，４７ＭＰ。达２ａ陈继强等人［研究１】了微量钪对Ａ — ｎＭｇＺ热轧板搅拌摩擦焊接头ｌＺ — — ｒ
组织与性能的影响，现微量钪使Ａ＿ｎＭｇｚ合发１Ｚ — — ｒ金母材的抗拉强度和屈服强度分别提高２ａ和２ＭＰ
５ｍｍｎ接头焊核区部分晶粒出现异常长大，０ｍ／ｉ，热
机械影响区与焊核区的交界面和焊核区根部是组
织不稳定的源头。
对２系列和３系列铝合金以及硬铝的搅拌摩擦焊的研究也不少。春炎嘲究了８ｍｍ厚２１－王研２９Ｔ７铝合金搅拌摩擦焊接头性能，现接头室温拉８发伸强度可以达到母材的７％以上，断裂方式为韧０且
纹头数与轴肩下压量对金属轴向迁移的影响发现，由于受到螺纹表面挤压力和螺纹表面与金属间摩擦力的共同驱动，纹内的塑性金属在搅拌针轴向螺产生迁移。增加搅拌针表面螺纹头数和增大焊缝所受轴向的挤压力均能增加焊缝塑性金属的轴向迁移量，其宏观表现为呈洋葱瓣花纹状的焊核横截面
和采用适当方法提高接头性能具有重要的意义，不
仅是２１００年的研究热点，将是今后几年的研究还
重点。
积增大。宝华［研究搅拌头形状对搅拌摩擦焊接李２】】

搅拌摩擦焊的现状与发展

搅拌摩擦焊的现状与发展搅拌摩擦焊的现状与发展中国工程院院士（研究员）关桥高级工程师栾国红2 搅拌摩擦焊在国外的发展搅拌摩擦焊作为一种轻合金材料连接的优选焊接技术，已经从技术研究，迈向高层次的工程化和工业化应用阶段,形成了一个新的产业: 搅拌摩擦焊设备的制造、搅拌摩擦焊产品的加工.如在美国的宇航制造工业、北欧的船舶制造工业、日本的高速列车制造等制造领域，搅拌摩擦焊得到了广泛的应用,均已形成新兴产业。

2.1搅拌摩擦焊在铝合金结构制造中取代传统熔焊搅拌摩擦焊已成功地实现了鋁合金、镁合金构件制造大规模的工业化应用。

下面列举一些典型的应用实例。

2.1.1 搅拌摩擦焊在船舶制造工业中的应用早在1995年，挪威Hydro Marine Aluminium公司就将FSW技术应用于船舶结构件的制造（见图3），采用搅拌摩擦焊技术将普通型材拼接，制造用于造船业的宽幅型材。

该焊接设备以及工艺已经获得Det Norske Veritas和Germanischer Lloyd的认可。

从1996到1999，已经成功焊接了1700块船舶面板，焊缝总长度超过110km。

在造船领域,搅拌摩擦焊适用面很宽：船甲板、侧板、船头、壳体、船舱防水壁板和地板,船舶的上层铝合金建筑结构,直升飞机起降平台,离岸水上观测站,船舶码头,水下工具和海洋运输工具,帆船的桅杆及结构件,船上制冷设备用的中空挤压铝板等。

图3 挪威Hydro Marine Aluminium采用搅拌摩擦焊技术制造船用宽幅铝合金型材2.1.2 搅拌摩擦焊在航空航天工业中的应用航空航天飞行器铝合金结构件，如飞机机翼壁板、运载火箭燃料储箱等，选材多为熔焊焊接性较差的2000及7000系列鋁合金材料，而搅拌摩擦焊可以实现这些系列铝合金的优质连接,国外已经在飞机、火箭等宇航飞行器上得到应用。

采用搅拌摩擦焊提高了生产效率，降低了生产成本，对航空航天工业来说有着明显的经济效益。

波音公司首先在加州的HuntingtonBeach工厂将搅拌摩擦焊应用于Delta II运载火箭4.8米高的中间舱段的制造（纵缝，厚度22.22毫米，2014铝合金），该运载火箭于1999年8月17日成功发射升空。

搅拌摩擦焊

搅拌摩擦焊技术的发展现状摘要：搅拌摩擦焊是利用一种特殊形式的搅拌头边旋转边前进，通过搅拌头与工件的摩擦产热，摩擦热使该部分金属处于热塑性状态，并在搅拌头的压力作用下从其前端向后部塑性流动，从而使待焊件压焊为一个整体。

本文主要介绍了搅拌摩擦焊在航空航天领域的应用，搅拌头的设计，铝合金搅拌摩擦焊的现状，搅拌摩擦焊技术的新发展，搅拌摩擦焊在国内的发展前景。

关键词：搅拌摩擦焊原理搅拌头铝合金发展前景1.引言[1]搅拌摩擦焊是英国焊接研究所于1991年发明的专利焊接技术。

搅拌摩擦焊除了具有普通摩擦焊技术的优点外，还可以进行多种接头形式和不同焊接位置的连接。

挪威已建立了世界上第一个搅拌摩擦焊商业设备，可焊接厚3—15mm、尺寸6×16的Al船板；1998年美国波音公司的空间和防御实验室引进了搅拌摩擦焊技术，用于焊接某些火箭部件；麦道公司也把这种技术用于制造Delta运载火箭的推进剂贮箱。

摩擦焊是利用工件端面相互运动、相互摩擦所产生的热，使端部达到热塑性状态，然后迅速顶锻，完成焊接的一种方法。

[2]摩擦焊可以方便地连接同种或异种材料，包括金属、部分金属基复合材料、陶瓷及塑料。

摩擦焊方法在制造业中已应用40多年了，由于其生产率高、质量好获得了广泛的工程应用，但焊接的对象主要是回转形零件，虽然也有其它形式的摩擦焊技术出现，以克服被焊工件几何形状的限制或提高生产率，如相位摩擦焊、径向摩擦焊、线性摩擦焊等，但实际应用很少。

最近还出现了摩擦堆焊，在工件上形成特殊性能的表面层。

2.搅拌磨擦焊应用领域搅拌摩擦焊在航空航天工业领域有着良好的应用前景。

(1)搅拌头的设计搅拌头的成功设计是把搅拌摩擦焊应用在更大范围的材料和焊接更宽的厚度范围的关键。

[3]下面主要讨论一下搅拌头的发展现状．一般说来，搅拌头包括两部分：搅拌探头和轴肩，而搅拌头的材料通常都采用硬度远远高于被焊材料的材料制成，这样能够在焊接过程中将搅拌头的磨损减至最小。

搅拌摩擦焊技术发展现状与趋势

收稿日期：２０１３—１】一１３基金项目：０４重大专项（２０１１ＺＸ０４０１６—０６１）。
究及应用技术开发正全面系统展开。工程科技领域中的创新源于实践，搅拌摩擦焊是
一项技术工程化应用与技术不断创新发展相辅相成的典型例证，在焊接科学技术应用发展史上具有里程碑意义。当前国内外针对搅拌摩擦焊连接机理、工艺技术、创新性技术方法、专用装备开展了大量的探索研究和应用技术研发工作，至今已经形成多种基于搅拌摩擦焊基本原理的衍生新技术方法，如搅拌摩擦点焊、静轴肩搅拌摩擦焊、双轴肩搅拌摩擦焊、复合热源搅拌摩擦焊、机器人搅拌摩擦焊等。
在国内，以中航工业北京航空制造工程研究所为代表的一些科研机构早在１９９６年就开展了ＦＳＷ探索性研究工作。２００２年，北京航空制造工程研究所与英国焊接研究所合作成立中国搅拌摩擦焊中心，从此搅拌摩擦焊在基础理论研究、应用技术研发、专用装备和工业产品开发制造等领域都得到了快速发展，并且逐渐在航天、航空、船舶、电子能源等领域得到工业化推广应用。目前，国内已先后有３０多家单位（高等院校、企业、科研机构）获得了该项技术的专利使用权，在国家相关科研计划的支持下（如国家科技支撑计划、自然科学基金、９７３计划、ｏ４重大专项等），专项的基础研
关键词：搅拌摩擦焊搅拌摩擦点焊静轴肩搅拌摩擦焊双轴肩搅拌摩擦焊中图分类号：ＴＧ４

搅拌摩擦焊技术应用现状及发展趋势

搅拌摩擦焊技术应用现状及发展趋势
搅拌摩擦焊技术是一种高效、环保、低能耗的焊接方式，已经逐渐取代传统的焊接工艺。

目前，搅拌摩擦焊技术已经广泛应用于汽车、飞机、船舶、建筑、电力、医疗等领域，成为现代产业中必不可少的技术手段。

随着科技的不断发展，搅拌摩擦焊技术也在逐步完善和改进。

未来的发展趋势主要有以下几个方面：
1. 自适应控制技术的应用：通过传感器和计算机控制技术，实现对焊接过程的实时监测与自适应控制，提高焊接质量和效率。

2. 多功能复合焊接技术的开发：利用搅拌摩擦焊技术与其它材料加工技术相结合，开发出具有多种功能的复合材料焊接技术。

3. 大型结构焊接技术的研究：针对大型结构的焊接难题，开发出适用于大型结构的搅拌摩擦焊接技术，提高焊接效率和质量。

4. 便携式搅拌摩擦焊接设备的研发：开发出重量轻、便于携带的搅拌摩擦焊接设备，解决在无电源、环境恶劣等情况下无法进行焊接的问题。

总之，搅拌摩擦焊技术的应用前景十分广阔，随着技术的不断发展，其在现代产业中的地位将会越来越重要。

铝合金搅拌摩擦点焊的研究现状及发展方向

铝合金搅拌摩擦点焊的研究现状及发展方向
一、引言
铝合金作为一种轻质高强度材料，广泛应用于航空、汽车、电子等领域。

而搅拌摩擦点焊作为一种新型的焊接技术，具有焊接速度快、焊接质量高、环保等优点，因此在铝合金焊接领域备受关注。

二、研究现状
目前，国内外对铝合金搅拌摩擦点焊的研究已经取得了一定的进展。

在焊接参数方面，研究者通过对搅拌头形状、转速、下压力等参数的优化，实现了焊接接头的强度和密实度的提高。

在焊接材料方面，研究者通过对不同铝合金材料的焊接试验，发现了不同材料之间的焊接特性和适用性。

在焊接工艺方面，研究者通过对焊接过程中的温度、应力等因素的控制，实现了焊接接头的质量稳定和可靠性提高。

三、发展方向
未来，铝合金搅拌摩擦点焊的研究方向主要包括以下几个方面：
1. 焊接参数的优化：通过对搅拌头形状、转速、下压力等参数的进一步优化，实现焊接接头的强度和密实度的提高。

2. 焊接材料的拓展：研究者可以通过对不同铝合金材料的焊接试验，
发现更多材料之间的焊接特性和适用性，以满足不同领域的需求。

3. 焊接工艺的改进：通过对焊接过程中的温度、应力等因素的更加精
细的控制，实现焊接接头的质量稳定和可靠性提高。

4. 自动化生产的实现：通过自动化设备的应用，实现铝合金搅拌摩擦
点焊的大规模生产，提高生产效率和质量。

四、结论
铝合金搅拌摩擦点焊作为一种新型的焊接技术，具有广阔的应用前景。

未来，我们需要在焊接参数、材料、工艺和自动化生产等方面不断探
索和创新，以实现铝合金搅拌摩擦点焊技术的更加完善和成熟。

搅拌摩擦焊的现状与发展

搅拌摩擦焊的现状与发展搅拌摩擦焊的现状与发展中国工程院院士（研究员）关桥高级工程师栾国红摘要: 搅拌摩擦焊技术发明至今14年以来，无论在国外还是在国内，已经成功跨出试验研究阶段，发展成为在铝合金结构制造中可以替代熔焊技术的工业化实用的固相连接技术；这项新型的焊接技术在航空航天飞行器、高速舰船快艇、高速轨道列车、汽车等轻型化结构以及各种铝合金型材拼焊结构制造中，已经展示出显著的技术和经济效益，诸如：根除了熔焊所固有的焊接缺陷（气孔、凝固裂纹等）、提高了接头和结构的连接质量、降低了焊接变形等;并且在其他轻金属如镁、铜、锌等材料结构的制造中也正在实施工程化应用。

与搅拌摩擦焊相适应的焊接新装备和搅拌工具的发展也非常快，为实施搅拌摩擦焊工艺方案（如消除搅拌匙孔）及提高各类材料接头的质量，各种类别的新型搅拌摩擦焊接设备、自动化装置及机器人搅拌摩擦焊机等相继问世。

搅拌摩擦焊目前的发展目标之一是攻克在高熔点金属材料连接中的难题，诸如：普通碳钢、不锈钢、钛合金、甚至高温合金等结构材料的固相连接，进一步优化搅拌工具的型体设计与材料选取，以及焊接过程参数的监控及焊接质量实时检测和控制,制订标准。

关键词：搅拌摩擦焊铝合金焊接轻金属焊接0 前言1991年,英国焊接研究所（The Welding Institute-TWI）发明了搅拌摩擦焊（Friction Stir Welding-FSW），这项杰出的焊接技术发明正在为世界制造技术的进步做出贡献。

在国外,搅拌摩擦焊已经在诸多制造领域达到规模化、工业化的应用水平。

如在船舶制造领域，在1996年搅拌摩擦焊就在挪威MARINE公司成功地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。

在轨道车辆制造领域，日本HITACHI公司首先于1997年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。

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大型空间运载工具如运载火箭和航天飞机等的大型高强铝合金燃料贮箱的制造，波音公司的DELTA II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。

搅拌摩擦焊行业报告

搅拌摩擦焊行业报告搅拌摩擦焊是一种先进的焊接工艺，它通过搅拌和摩擦的方式将两个金属材料连接在一起。

这种焊接方式在航空航天、汽车制造、铁路交通、船舶制造等领域有着广泛的应用。

本报告将对搅拌摩擦焊行业进行全面的分析和研究，包括市场规模、发展趋势、技术创新、应用领域等方面的内容。

市场规模分析。

搅拌摩擦焊作为一种新型的焊接工艺，其市场规模在不断扩大。

随着航空航天、汽车制造等行业的快速发展，对于高强度、轻量化材料的需求不断增加，而搅拌摩擦焊正是能够满足这一需求的理想选择。

据统计，全球搅拌摩擦焊市场规模已经超过10亿美元，并且预计在未来几年内还将继续保持快速增长的态势。

技术创新分析。

搅拌摩擦焊作为一种先进的焊接工艺，其技术创新一直是行业发展的关键驱动力。

目前，搅拌摩擦焊技术已经取得了许多重要的突破，比如在工艺参数优化、设备自动化、焊接质量检测等方面都取得了显著的进展。

此外，一些新型材料的应用也为搅拌摩擦焊技术的发展提供了更多的可能性，比如镁合金、铝合金等材料在搅拌摩擦焊中的应用已经成为了行业的热点。

应用领域分析。

搅拌摩擦焊在航空航天、汽车制造、铁路交通、船舶制造等领域有着广泛的应用。

在航空航天领域，搅拌摩擦焊被广泛应用于飞机机身、发动机零部件等关键部件的制造中，其高强度、轻量化的特点能够有效提高飞行器的性能。

在汽车制造领域，搅拌摩擦焊被应用于汽车车身、底盘等部件的制造中，能够有效提高汽车的安全性和燃油经济性。

在铁路交通和船舶制造领域，搅拌摩擦焊也被广泛应用于轨道车辆、船舶结构等部件的制造中，能够有效提高其耐久性和可靠性。

发展趋势分析。

随着全球制造业的快速发展，搅拌摩擦焊行业也将迎来更多的机遇和挑战。

未来，搅拌摩擦焊技术将继续向着高效、智能化、环保化的方向发展，同时还将不断拓展新的应用领域，比如在3D打印、新能源汽车等领域的应用。

此外，搅拌摩擦焊设备和材料的研发也将成为行业发展的重要驱动力，为行业的进一步发展提供更多的可能性。

异种材料搅拌摩擦焊研究现状及发展状况展趋势

异种材料搅拌摩擦焊研究现状及发展状况展趋势目录1、搅拌摩擦焊的定义2、异种材料搅拌摩擦焊的发展3、异种材料搅拌摩擦焊方法4、异种材料搅拌摩擦焊的特点5、异种材料搅拌摩擦焊的焊接接头性能6、异种材料搅拌摩擦焊的应用结束语摘要：近年来，国内外对异种金属搅拌摩擦焊的研究现状进行了总结。

重点对异种材料搅拌摩擦焊的特点、应用及其组织演化特征进行归纳和分析。

异种材料连接结构具有两种材料综合的优异性能，随着异种材料连接结构应用前景的不断扩大,采用搅拌摩擦焊接技术的优势是生产效率高、焊接变形小、成本低、质量好等。

但是,异种材料的搅拌摩擦焊技术存在一个突出的问题就是接头中存在金属间化合物,这会对其力学性能产生十分不利的影响。

因此,在进行异种材料的搅拌摩擦焊时,对金属间化合物的形貌及分布状态的控制是获得优良焊接接头的关键所在。

关键词：搅拌摩擦焊、异种材料、固相连接、摩擦热、新型连接方法。

1、搅拌摩擦焊的定义摩擦焊是利用工件端面相互运动、相互摩擦所产生的热，使端部达到热塑性状态，然后迅速顶锻，完成焊接的一种方法。

摩擦焊可以方便地连接同种或异种材料，包括金属、部分金属基复合材料、陶瓷及塑料。

最近还出现了摩擦堆焊，在工件上形成特殊性能的表面层。

搅拌摩擦焊（Friction Stir Welding）是英国焊接研究所TWI（The Welding Institute）提出的专利焊接技术，该技术首先在焊接铝与铅异种金属获得成功。

该技术原理简单,控制参数少,可以将焊接过程中的人为因素降到最低。

由于其能够高效地利用能源，FSW这一绿色焊接技术被誉为近几年来在金属连接领域中最显著的发现。

2、异种材料搅拌摩擦焊的发展异种材料搅拌摩擦焊作为一种新型的搅拌摩擦焊接方法，在有色金属等材料的连接中具有广阔的应用前景。