搅拌摩擦焊工艺
搅拌摩擦焊工艺流程
搅拌摩擦焊工艺流程
《搅拌摩擦焊工艺流程》
搅拌摩擦焊是一种先进的固态焊接工艺，它通过在金属材料接触面上施加轴向力和旋转摩擦热量的方式来实现材料的固态连接。
这种工艺不需要填充材料，避免了传统的熔化焊接中出现的气孔和裂纹等缺陷，因此具有焊接接头强度高、焊接速度快、焊接质量稳定的优点。
搅拌摩擦焊的工艺流程一般包括以下几个步骤：
1. 准备工作：首先需要准备好待焊接的金属材料，确保表面清洁并且没有油污和氧化物。
同时还需要准备好搅拌摩擦焊设备，包括摩擦焊头和加工台等。
2. 对接材料：将待焊接的金属材料对接在一起，并设置合适的摩擦焊头位置和压力，以确保焊接接头的质量。
3. 开始摩擦热：启动设备，让摩擦焊头在两块金属材料的接触面上旋转摩擦，产生摩擦热。
同时施加轴向力，将两块金属材料紧密接触在一起。
4. 搅拌连接：在摩擦热的作用下，金属材料表面开始软化，搅拌摩擦焊头开始向两块材料之间折叠，将材料的粒子分布重新整合，实现固态连接。
5. 冷却固化：当搅拌连接完成后，停止摩擦热和轴向力，让焊
接接头自然冷却，使焊接接头固化并达到理想的焊接强度。
通过以上步骤，搅拌摩擦焊工艺可以实现金属材料的固态连接，无需添加额外材料，焊接接头的质量和性能更加稳定可靠。
在航空航天、汽车制造和核工业等领域，搅拌摩擦焊已经得到广泛应用，并展现出了巨大的潜力和市场价值。
搅拌摩擦焊工艺研究
搅拌摩擦焊定义
搅拌摩擦焊原理
搅拌摩擦焊特点
搅拌摩擦焊应用
搅拌摩擦焊的特点
焊接过程稳定
焊接接头强度高
焊接变形小
焊接接头质量好
Part Three
搅拌摩擦焊的设备 与工具
搅拌摩擦焊的设备
搅拌摩擦焊机：用于实现搅拌摩擦焊工艺的主要设备，包括主机、控制系统、搅拌头等部分。 搅拌头：用于产生摩擦热和压力的部件，通常由轴肩、搅拌针和针尖组成。 控制系统：用于控制搅拌摩擦焊机的运行，包括电源、电机、传动系统等。 辅助工具：包括夹具、支撑架等，用于固定和支撑工件，确保焊接过程的稳定性和精度。
润滑设备：定期对设备进行润 滑，减少磨损和摩擦
更换易损件：及时更换易损件， 保证设备正常运行
Part Four
搅拌摩擦焊的操作 流程
焊接前的准备
确定焊接材料：根据材料类型和厚度选择合适的搅拌摩擦焊工艺参数 清理表面：去除材料表面的油污、氧化物等杂质，保证焊接质量 装配定位：将待焊材料精确装配，确保焊接过程中的稳定性和精度 检查设备：确保搅拌摩擦焊设备处于良好状态，具备焊接条件
搅拌摩擦焊与其他焊接方法的结合
搅拌摩擦焊与激光焊接的结合 搅拌摩擦焊与电子束焊接的结合 搅拌摩擦焊与激光-MIG焊接的结合 搅拌摩擦焊与激光-TIG焊接的结合
搅拌摩擦焊在绿色制造领域的应用前景
搅拌摩擦焊在新能源汽车领 域的应用：电池托盘、电机 壳等部件的焊接
搅拌摩擦焊在航空航天领域 的应用：飞机机身、发动机
海洋工程领域：搅拌 摩擦焊可用于制造海 洋平台、船舶和潜艇 等结构件，提高结构 强度和耐腐蚀性
医疗器械领域：搅拌 摩擦焊可用于制造医 疗器械中的高精度零 部件，如手术器械、 植入物等
Part Seven
铝合金搅拌摩擦焊工艺
铝合金搅拌摩擦焊工艺铝合金搅拌摩擦焊是一种先进的焊接技术，具有高效、节能、环保等优点。
本文将详细介绍铝合金搅拌摩擦焊工艺的各个环节，帮助读者更好地了解这一技术。
一、焊接准备在进行铝合金搅拌摩擦焊之前，需要进行充分的焊接准备。
这包括检查工件表面的油污、锈迹等杂质，确保工件表面干净整洁。
同时，需要准备好搅拌头、焊机、夹具等焊接工具，并对工具进行必要的检查和调整。
二、装配铝合金搅拌摩擦焊的装配过程需要严格按照工艺要求进行。
首先，要将工件放置在夹具中，确保工件的位置和角度正确。
然后，根据焊接工艺要求，选择合适的搅拌头，并将其插入到工件中。
在装配过程中，需要保证搅拌头的稳定性和准确性，避免出现偏移或倾斜现象。
三、搅拌头插入搅拌头的插入是铝合金搅拌摩擦焊的关键步骤之一。
在插入过程中，需要控制好搅拌头的插入深度和角度，确保其与工件表面紧密贴合。
同时，要避免搅拌头与工件表面产生过大的摩擦力，以免造成工件表面损伤或搅拌头损坏。
四、搅拌摩擦在进行搅拌摩擦时，需要控制好搅拌头的旋转速度和压力，使焊缝处的材料充分流动和混合。
同时，要控制好焊接温度，避免出现过热或冷却不均匀现象。
在搅拌摩擦过程中，还需要注意搅拌头的磨损情况，及时更换磨损严重的搅拌头。
五、焊接过程控制铝合金搅拌摩擦焊的过程控制是保证焊接质量的关键。
在焊接过程中，需要实时监测焊接温度、压力、旋转速度等参数，并根据实际情况进行调整。
同时，要严格控制焊接时间，确保焊缝处的材料充分熔化和混合。
在焊接过程中，还需要注意防止外部因素对焊接质量的影响，如振动、污染等。
六、焊后处理铝合金搅拌摩擦焊完成后，需要进行必要的焊后处理。
这包括对焊缝进行冷却、去除焊渣、对焊缝进行修整等。
在冷却过程中，要控制好冷却时间和方式，避免出现裂纹等现象。
同时，需要去除焊缝表面的焊渣和氧化物，修整焊缝的形状和尺寸，使其符合工艺要求。
七、质量检测质量检测是保证铝合金搅拌摩擦焊接质量的必要环节。
检测内容包括外观检测、无损检测、力学性能检测等。
搅拌摩擦焊工艺参数
搅拌摩擦焊工艺参数
搅拌摩擦焊技术作为一种新兴的焊接方式，由于其低热输入、无
污染、高强度等特点，受到越来越多的关注和应用。
而搅拌摩擦焊工
艺参数的选择，对焊接质量和效率至关重要。
一、工艺参数的种类
搅拌摩擦焊工艺参数主要包括预压力、搅拌头形状和转速、焊接速度、钨极压力、焊接时间等几个方面。
二、主要参数的选择
1、预压力：预压力的大小对焊接接头起到重要作用。
过大的预压力会
导致变形过大，而过小则会导致压接牢固不良。
通常，预压力的大小
应是焊接接头厚度的1.5~2倍。
2、搅拌头形状和转速：搅拌头形状和转速直接影响到焊接接头
的细小高低起伏。
一般搅拌头直径应该是焊接接头厚度的1/2~3/4，而转速则要根据不同的焊接材料来选择。
3、焊接速度：焊接速度的快慢会影响焊接区域的温度分布，从
而影响到焊接接头质量。
与传统气焊相比，搅拌摩擦焊接速度通常较快，从而大大提高了生产效率。
4、钨极压力：在搅拌摩擦焊过程中，钨极压力的大小直接影响
到焊接质量。
通常，钨极压力的大小应该是焊接接头的1.5~2倍。
5、焊接时间：焊接时间是影响焊接接头质量和工艺参数选择的
一个重要参数。
一般来说，焊接时间过长不仅会导致焊接接头表面温
度过高，而且会影响焊接材料的PH值。
三、总结
综上所述，搅拌摩擦焊工艺参数的选择对焊接质量和效率有着至关重
要的作用，因此在实际应用中必须根据不同的焊接要求，综合考虑各
项参数，确定合适的工艺参数，以确保焊接接头的合格率和工艺效率。
4mm 1050 搅拌摩擦焊焊接工艺 (4)
4mm 1050 搅拌摩擦焊焊接工艺一、母材技术及状况1、工件材质：10502、材料性质：1050为纯铝中添加少量铜元素形成，其化学成分如表1，具有极佳的成形加工特性，高耐腐蚀性，良好的焊接性和导电性。
抗拉强度σb：95~125MPa、条件屈服强度σ0.2 ≥75MPa。
广泛应用于对强度要求不高的产品，如化工仪器、薄板加工件、深拉或旋压凹形器皿、焊接零件、热交换器、钟表面及盘面、铭牌、厨具、装饰品、反光器具等。
表1 1050化学成分牌号化学成分 %1050Si Fe Cu Mn Mg Zn V Ti杂质Al单个总和Min 0.3 0.4 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0 0 —1003、试件尺寸：300mm × 100mm × 4mm4、试件数量：2块5、焊接位置：平焊6、接头形式：对接接头7、焊接要求：单面焊双面成形二、焊接技术1、焊接方法：搅拌摩擦焊2、特点及应用（1）特点：a、属于固相焊接，接头不会产生与冶金凝固有关的熔焊缺陷和催化现象，力学性能优异，可用于异种材料的连接。
b、不受轴类零件的限制，扩大了应用范围。
c、避免了对操作工人技术熟练程度的依赖，质量稳定，重复性高。
d、焊接无需填充材料，保护气体，焊前无需预处理，简化焊接工艺。
e、加热过程能量密度高，热输入速度快，焊接变形小，焊后残余应力小，焊件尺寸精度高。
f、搅拌摩擦焊焊接过程不产生弧光辐射、烟尘和飞溅。
g、焊接时机械力较大，搅拌焊头磨损相对较大，焊缝末端通常有“匙孔”存在。
（2）应用：搅拌摩擦焊广泛应用于航天制造、飞机制造、船舶制造、轨道交通领域、汽车制造及其他工业中。
三、焊接设备及工具1、焊接设备：搅拌摩擦焊焊机，如图1所示。
如图1 搅拌摩擦焊焊机2、焊接工具：搅拌焊头，如图2所示。
如图2 搅拌焊头四、焊前准备1、坡口形式：采用“I”形坡口。
2、加工方法：可采用机械切割、等离子弧切割、碳弧气刨等方法进行坡口加工。
铝合金搅拌摩擦焊工艺 -回复
铝合金搅拌摩擦焊工艺-回复铝合金搅拌摩擦焊工艺- 实现材料的高质量连接引言：铝合金是一种常用的轻质金属材料，具有优良的导热性、强度和耐腐蚀性。
在制造行业中，铝合金的应用越来越广泛，但如何高效地连接铝合金成为一个关键问题。
在铝合金的焊接方法中，搅拌摩擦焊技术因其特殊的优点而备受关注。
本文将一步一步地介绍铝合金搅拌摩擦焊工艺，以及其关键步骤和优势。
第一部分：搅拌摩擦焊的原理和过程搅拌摩擦焊是一种通过搅拌和摩擦热来实现材料结合的焊接方法。
其过程中，焊接头两侧的铝合金被高速旋转的锥形工具搅拌并加热，随着摩擦的增加，金属温度升高，导致其柔韧性增加。
当达到一定的温度时，焊接头被渐渐挤压，使得金属层之间发生冷焊结合。
同时，由于搅拌的缘故，焊接头中的金属颗粒得到细化，从而提高了焊接接头的强度和密实性。
第二部分：铝合金搅拌摩擦焊工艺步骤1. 材料准备：选择合适的铝合金材料，并确保其表面清洁和无油污。
2. 设计焊接接头：确定焊接接头的几何形状和尺寸，以及焊接参数。
3. 定位和装夹：将两个要焊接的铝合金零件放置在焊接设备上，并通过合适的夹具进行固定。
4. 焊接温度和力控制：根据材料性质和焊接要求，设定合适的旋转速度和下压力。
5. 开始搅拌：启动设备，使工具开始旋转并加热焊接区域，同时向下施加一定的压力。
6. 加热和搅拌：搅拌头的高速旋转和下压力会加热金属，并使其产生塑性变形，从而实现冷焊结合。
7. 结束焊接：在达到焊接要求后，停止旋转和施加压力，留出一定的冷却时间。
8. 检测和质量控制：使用非破坏性和破坏性测试方法来检测焊接接头的质量，确保其达到要求。
第三部分：铝合金搅拌摩擦焊的优势1. 高质量：搅拌摩擦焊可以消除气孔、热裂纹等焊接缺陷，实现金属材料的高质量连接。
2. 高效率：相较于传统的焊接方法，搅拌摩擦焊不需要额外的填充材料和气体保护，节省了时间和成本。
3. 环保：搅拌摩擦焊过程中无需使用焊接剂或保护气体，减少了对环境的污染。
搅拌摩擦焊工艺及其应用
搅拌摩擦焊工艺及其应用1 搅拌摩擦焊的定义与原理搅拌摩擦焊是一种非常新颖的金属连接技术，其原理是将金属材料在高速旋转的条件下不断挤压与摩擦热而使金属材料发生塑性变形进而在次冷却时形成均匀的焊缝。
搅拌摩擦焊是一种采用振荡摩擦进行的钎焊技术。
摩擦过程中，金属材料被强制变形，形成皱纹和复杂的微细组织结构，这就是焊接区域。
这一过程不需要额外的附加材料，因此也被称为固态钎焊。
搅拌摩擦焊的原理是通过搅拌和摩擦的相互作用，为金属轴套表面提供局部加热来处理金属本身。
在摩擦过程中，摩擦产生的热量会使金属材料温度升高，而旋转工具逐渐伸进焊缝，在相对运动的作用下，产生了强烈的塑性变形以及显著的变形应变。
在形成初期焊缝时，相对运动引起的压力会把材料从环形清隙中抽出，形成时生成混味均匀的焊接界面。
这些过程中摩擦加热导致局部熔化，接长和冷却会使金属变形，并形成一个均匀的、与母材相似的焊缝。
2 搅拌摩擦焊的工艺流程及其特点2.1 搅拌摩擦焊的工艺流程（1）工件准备：首先需要准备待焊接的工件。
工件通常是板材、管材、棒材等形状，可以是相同材质，也可以是不同材质。
（2）夹紧工件：将工件夹紧在专用的工件夹具中，以保证工件在搅拌摩擦焊过程中不会移动或震动。
（3）起始摩擦：在工件接头处的摩擦面上施加旋转摩擦力，使工件表面熔融并形成可焊接的状态。
（4）搅拌摩擦：在不断施加旋转摩擦力的情况下，摩擦头沿着工件的接合面移动，搅拌工件的金属组织，从而形成焊接。
（5）升温保压：在搅拌摩擦焊完成后，保持摩擦头的位置不动，使焊缝部位升温到一定程度，再施加一定的保压力，使焊缝固化。
（6）退火处理：对焊接完成后的工件进行退火处理，可以进一步提高焊接质量和性能。
2.2 搅拌摩擦焊的特点（1）搅拌摩擦焊是一种无焊接接头凸出、无端部凸出的焊接方法，焊缝起伏很小，对焊接部件外观和尺寸精度要求较高的场合比较适用。
（2）搅拌摩擦焊过程中没有明显的电弧和喷溅现象，不需要额外的保护气体，易于操作。
搅拌摩擦焊介绍
0
• 第一节 搅拌摩擦焊的基本原理 • 第二节 搅拌摩擦焊的焊接过程及特点 • 第三节 搅拌摩擦焊工艺 • 第四节 搅拌摩擦焊设备 • 第五节 搅拌摩擦焊的应用
LEE MAN (SCETC)
搅拌摩擦焊
1
一、搅拌摩擦焊原理
搅拌摩擦焊（Frictim Stir Welding，简称FSW）-利用一种特殊形式的搅拌头边旋转边前进，通过搅拌头 与工件的摩擦产生热量，摩擦热使该部位金属处于热塑 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。
LEE MAN (SCETC)
搅拌摩擦焊
5
LEE MAN (SCETC)
搅拌摩擦焊
6
实验结果表明，搅拌摩擦焊对接接头的疲劳性能大都超过相应熔焊 接头的设计推荐值。总之，对于铝合金材料，其FSW接头的抗拉强度 均能达到母材的70％以上。接头性能的具体数值，除了与母材本身的 性能有关外，在很大程度上还取决于FSW的焊接参数。
LEE MAN (SCETC)
搅拌摩擦焊
8
优点：
焊件尺寸精度高
由于搅拌摩擦焊为固相焊接，其加热过程具有能量密度高、热 输入速度快等特点，因而焊接变形小，焊后残余应力小。在保 证焊接设备具有足够大的刚度、焊件装配定位精确以及严格控 制焊接参数的条件下，焊件的尺寸精度高。
绿色焊接方法
搅拌摩擦焊焊接过程不产生弧光辐射、烟尘和飞溅，噪声低，实现 了焊接过程的环保化。因而搅拌摩擦焊被称为“绿色焊接方法”。
目前，国内外关于搅拌摩擦焊的研究及应用主要集中在铝合金、镁
合金以及纯铜等软质、易于成形的材料上，对于钛合金、不锈钢、铝 基复合材料等的研究和应用也取得了较大的进展。
喷气客机的搅拌摩擦焊
搅拌摩擦焊工艺参数
搅拌摩擦焊工艺参数搅拌摩擦焊是一种常用的焊接工艺，它通过搅拌和摩擦的作用，在焊缝处产生高温和高压，使金属材料发生塑性变形和热扩散，从而实现焊接连接。
搅拌摩擦焊的工艺参数对焊接质量和效率起着关键作用。
本文将从搅拌速度、搅拌角度、搅拌时间和搅拌压力四个方面介绍搅拌摩擦焊的工艺参数。
一、搅拌速度搅拌速度是指在搅拌摩擦焊过程中搅拌工具的旋转速度。
搅拌速度的选择应根据被焊接材料的性质和厚度来确定。
一般情况下，搅拌速度越高，摩擦产生的热量越大，焊接温度越高，焊接质量越好。
但是，如果搅拌速度过高，可能会导致焊接接头过热，甚至烧穿。
因此，在确定搅拌速度时，需要综合考虑焊接质量和工艺效率。
二、搅拌角度搅拌角度是指搅拌工具与被焊接材料之间的夹角。
搅拌角度的选择应根据被焊接材料的性质和形状来确定。
一般情况下，搅拌角度越大，摩擦产生的热量越集中，焊接温度越高，焊接质量越好。
但是，如果搅拌角度过大，可能会导致焊接接头过热，甚至烧穿。
因此，在确定搅拌角度时，需要综合考虑焊接质量和工艺效率。
三、搅拌时间搅拌时间是指搅拌工具在焊接过程中与被焊接材料接触的时间。
搅拌时间的选择应根据被焊接材料的性质和厚度来确定。
一般情况下，搅拌时间越长，摩擦产生的热量越大，焊接温度越高，焊接质量越好。
但是，如果搅拌时间过长，可能会导致焊接接头过热，甚至烧穿。
因此，在确定搅拌时间时，需要综合考虑焊接质量和工艺效率。
四、搅拌压力搅拌压力是指搅拌工具施加在被焊接材料上的压力。
搅拌压力的选择应根据被焊接材料的性质和厚度来确定。
一般情况下，搅拌压力越大，摩擦产生的热量越大，焊接温度越高，焊接质量越好。
但是，如果搅拌压力过大，可能会导致焊接接头过热，甚至烧穿。
因此，在确定搅拌压力时，需要综合考虑焊接质量和工艺效率。
总结起来，搅拌摩擦焊的工艺参数包括搅拌速度、搅拌角度、搅拌时间和搅拌压力。
合理选择这些参数可以保证焊接质量和工艺效率。
在确定这些参数时，需要综合考虑被焊接材料的性质和厚度，并进行试验验证。
搅拌摩擦焊工艺流程
搅拌摩擦焊工艺流程搅拌摩擦焊是一种利用摩擦热、力学作用进行连接的焊接工艺，广泛应用于电子、航空航天、汽车等领域。
下面就是搅拌摩擦焊的工艺流程。
首先，准备材料。
选择两种需要连接的金属材料。
材料的选择要考虑其焊接性能和机械性能，确保焊接接头具有良好的强度和热稳定性。
接下来，对接头进行预处理。
对焊接接头表面进行打磨或去氧化处理，保证焊接接头表面的清洁度和平整度。
这一步操作可以增加焊缝的质量和强度。
然后，进行搅拌摩擦焊。
将两个需要连接的金属材料对接，确保两个材料的接触面完全重合。
然后，通过设备提供的搅拌力和摩擦热，在接触面上进行摩擦。
搅拌力使得金属表面微小翻折，摩擦热加热金属到一定的温度。
同时，搅拌力和摩擦热产生的摩擦热带走了焊接接头表面的气体，确保焊接接头的质量。
接着，停止搅拌。
当焊接接头的温度达到阈值时，停止搅拌，保持压力，使焊接接头保持在一定的温度下。
这一步操作是为了保持焊接接头的温度稳定，避免过高的温度导致焊接接头的质量下降。
最后，冷却焊接接头。
当焊接接头达到冷却温度后，停止加压，让焊接接头自然冷却。
冷却过程中，焊接接头的金属重新凝固，形成一个坚固的焊缝。
整个搅拌摩擦焊的工艺流程简单明了，焊接速度快，焊接接头质量好。
搅拌摩擦焊是一种绿色、环保的焊接工艺，不需要额外的焊接材料和气体，降低了焊接成本，减少了对环境的污染。
但是，需要注意的是，在进行搅拌摩擦焊时，选择的金属材料要具有较高的焊接性能，以确保焊接接头的质量。
同时，操作人员要熟悉设备的使用方法和焊接参数的调节，以保证焊接接头能够符合要求的技术要求。
搅拌摩擦焊工艺流程的实施需要严格按照上述步骤进行，以确保焊接接头的质量。
在实际应用中，还要根据具体的焊接材料和产品要求，进行适当的调整和改进，以提高焊接质量和效率。
搅拌摩擦焊工艺
搅拌摩擦焊工艺搅拌摩擦焊是一种新型的焊接工艺，它采用机械振动的方式将焊接部位加热并搅拌，从而实现焊接。
相比传统的焊接工艺，搅拌摩擦焊具有许多优点，如高效、环保、节能等。
下面将详细介绍搅拌摩擦焊的主要内容。
一、工艺原理搅拌摩擦焊是通过机械振动的方式将两个或多个金属材料加热至塑性状态，并在高温下进行相互摩擦和混合，最终通过冷却形成一体化结构的焊接方法。
在整个过程中，不需要使用任何填充材料或者气体保护。
该工艺主要依靠机器设备来实现。
二、适用范围由于其高效、环保、节能等特点，搅拌摩擦焊广泛应用于航空航天、汽车制造、轨道交通等领域。
同时，在铝合金、镁合金等难以进行传统电弧焊接的材料上也有较好的应用前景。
三、优点1.高效：搅拌摩擦焊的焊接速度快，一般在数秒到数十秒之间，比传统的焊接方法快得多。
2.环保：该工艺不需要使用任何填充材料或气体保护，因此不会产生任何有害气体或废弃物。
3.节能：由于搅拌摩擦焊无需预热，因此可以大大节省能源。
4.质量好：焊接过程中没有裂纹、变形等缺陷，焊缝质量高且稳定。
四、缺点1.设备成本较高：搅拌摩擦焊需要专门的设备和较高的技术水平，因此设备成本相对较高。
2.适用范围有限：该工艺在某些材料上的应用仍然存在一定的局限性。
五、应用案例1.航空航天领域：搅拌摩擦焊已经广泛应用于飞机结构件、发动机零部件等领域。
例如，美国波音公司在其787型客机中采用了大量的搅拌摩擦焊技术。
2.汽车制造领域：随着汽车轻量化的趋势，搅拌摩擦焊在汽车制造中也得到了广泛应用。
例如，特斯拉公司在其Model S电动汽车中采用了大量的搅拌摩擦焊技术。
总之，搅拌摩擦焊是一种高效、环保、节能的新型焊接工艺。
虽然该工艺在设备成本和适用范围方面存在一定的局限性，但是其在航空航天、汽车制造等领域中已经得到了广泛应用，并且具有很好的发展前景。
搅拌摩擦焊的工艺特点及其应用
搅拌摩擦焊的工艺特点及其应用搅拌摩擦焊（Friction Stir Welding，简称FSW）是一种高效的焊接技术，其原理是通过一个特殊的工具在两个待焊接材料之间进行高速旋转和直线移动，从而在材料内部产生摩擦热和塑性变形，使材料达到熔焊的效果。
这种工艺具有许多独特的优点，如焊接质量高、材料损耗低、焊接过程环保等，因此在工业领域得到了广泛应用。
一、工艺特点1. 热输入低：搅拌摩擦焊过程中，工具在材料内部产生摩擦热，而不是像传统熔焊方法那样直接加热材料。
因此，热输入低，避免了热影响区过大和材料性能下降的问题。
2. 焊接过程中无金属熔化：搅拌摩擦焊过程中，材料仅发生塑性变形，而无金属熔化。
这使得焊接接头的化学成分和性能更加均匀，避免了由于金属熔化导致的杂质和气体问题。
3. 焊接过程环保：由于搅拌摩擦焊过程中无金属熔化，因此避免了金属熔化过程中产生的烟雾和有害物质。
同时，由于热输入低，焊接过程产生的热量也对环境的影响较小。
4. 焊接速度快：搅拌摩擦焊的速度较快，适用于大批量生产。
同时，由于焊接过程中无金属熔化，焊接接头不需要后续处理，大大缩短了生产周期。
5. 适用范围广：搅拌摩擦焊适用于多种金属材料的焊接，如铝、铜、钢等。
同时，也适用于不同厚度、形状和尺寸的材料的焊接。
二、应用领域1. 航空航天领域：搅拌摩擦焊在航空航天领域的应用主要包括飞机结构件、发动机零件等的焊接。
由于焊接质量高、焊接速度快，大大提高了航空航天产品的生产效率和质量。
2. 汽车制造领域：搅拌摩擦焊在汽车制造领域的应用主要包括车身结构件、发动机零件等的焊接。
采用搅拌摩擦焊技术，可以大大减轻汽车重量，提高燃油效率，降低排放。
3. 铁路交通领域：搅拌摩擦焊在铁路交通领域的应用主要包括铁路车辆结构件、桥梁结构的焊接。
采用搅拌摩擦焊技术，可以提高铁路交通产品的可靠性和安全性。
4. 能源工程领域：搅拌摩擦焊在能源工程领域的应用主要包括压力容器、管道等的焊接。
搅拌摩擦焊接资料
R/V /(r/mm)
R/V与接头抗拉强度之间的关系
搅拌摩擦焊接工艺
Micro-hardness/HV
1.0 1.0
4
1
retreating side
advancing side
top
A
2
B
3
C
4
-12
-8
-4
0
4
center bottom
8
12
65
B 60
55CBiblioteka A50 45A: top B: center C: bottom
AA2219铝合金与AZ91镁合金的搅拌摩擦焊接
北京赛福斯特技术有限公司（中国搅拌摩擦焊中心）
成功实现了3mm的紫铜板搅拌摩擦焊对接（如图1所 示）。
搅拌摩擦焊接设备
采用3轴数控的搅拌摩擦焊接设备
搅拌摩擦焊接设备
可以焊接大型工件的FSW 设备
搅拌摩擦焊接设备
国内搅拌摩擦焊接设备
母材微观组织
-
-
10
5
0
dis tance f rom w eld center /
1 top 2 bottom 3 center 4 center line
5 × 0.5mm
10
显微硬度曲线
搅拌摩擦焊接工艺
搅拌摩擦焊接接头
焊缝横截面材料流动情况 ×37.5
搅拌摩擦焊接工艺
TMAZ HAZ
R d TMAZ a
• 由于最高温度不会超过母材熔点的80％，故搅
拌摩擦焊接不存在熔焊的焊接缺陷。焊后接头 的厚度一般比母材薄3～6％。
搅拌摩擦焊接工艺特点：
• 搅拌摩擦焊接的温度相对较低，可以得到高质
搅拌摩擦焊的工艺特点及其应用
搅拌摩擦焊的工艺特点及其应用搅拌摩擦焊是一种现代焊接工艺，具有许多独特的工艺特点和广泛的应用。
在本文中，将介绍搅拌摩擦焊的工艺特点以及它在不同领域的应用。
搅拌摩擦焊是一种无焊剂、无溶接填料、不产生熔池和焊缝的固相焊接工艺。
它通过将焊接材料放置在预定位置，并在旋转的摩擦热作用下，产生高温和高应变率的表面变形。
金属材料由于高温和高应变率的作用，发生塑性变形而形成晶粒的重排和再结晶。
这种晶粒的重排和再结晶过程，确保了焊接接头的高强度和良好的密封性。
搅拌摩擦焊的最大特点之一是焊接接头没有熔化和冷却过程，因此没有焊缝、孔隙和缩松等缺陷。
焊接接头也没有固相溶解和宏观应变，所以它的力学性能和尺寸精度都比传统的熔化焊接工艺更好。
此外，搅拌摩擦焊的自动化水平高，生产效率也很高。
因此，搅拌摩擦焊逐渐成为现代焊接工艺中的一种重要选择。
在航空航天、汽车制造和铁路交通等行业中，搅拌摩擦焊被广泛应用于不同材料的焊接。
例如，航空航天领域的铝合金、钛合金和镍基合金等材料，由于其低密度和优异的性能，被广泛用于制造飞机和火箭等高性能产品。
然而，这些材料由于其特殊性，往往难以采用传统的熔化焊接方法进行连接。
而搅拌摩擦焊正是非常适合这些材料的连接方式，它可以保证焊接接头的高强度和良好的密封性。
在汽车制造领域，搅拌摩擦焊被广泛应用于汽车车身和发动机等部件的制造中。
在车身焊接方面，由于搅拌摩擦焊能够实现金属之间的无缝连接，可以有效提高车身的整体结构强度和耐久性。
在发动机制造方面，搅拌摩擦焊可以实现不同材料的连接，如铝合金和钢等。
这种连接方式可以大大减少发动机组件的重量和提高发动机的热效率，从而提高汽车的燃油经济性。
在铁路交通领域，搅拌摩擦焊被广泛应用于铁路车辆的车体连接和车轮轮毂的制造中。
在车体连接方面，搅拌摩擦焊可以实现车体板材、车体结构件和车顶等部件的无缝连接，提高车体的整体强度和抗震性能。
在车轮轮毂的制造方面，搅拌摩擦焊可以实现铝合金轮毂和车轴的连接，提高轮毂的强度和耐久性，降低铁路车辆的运行成本。
目前最先进的焊接工艺-搅拌摩擦焊
目前最先进的焊接工艺-搅拌摩擦焊
焊，你知道原理吗
搅拌摩擦焊是由英国焊接技术研究所于1991年发明的新型焊接技术，其原理如下图所示。
一根安装在主轴上的形状为蜗杆形式的搅拌针在一定压力下被插入焊
缝位置，搅拌针的长度一般要比焊缝深度略浅，以此来保证主轴的轴肩能
紧贴被焊接的工件表面。
当工件与搅拌针和轴肩摩擦生热，焊缝附近的材料会因受热产生严重的塑性变形，但是，并不是熔化，只是成为一种“半流体”的状态，随着主轴带动搅拌针沿着焊缝的走向进给，搅拌针不
断把已经处于“半流体”状态的材料搅拌到身后，当主轴离开后，这些材
料将冷却固化，从而形成一条稳定的焊缝。
其次，相较于传统熔焊工艺在焊缝附近形成重新铸造形态，搅拌摩擦
焊由于主轴会给被焊接的工件部位施加一个很大的压力，所以在焊缝附近
得到的是锻造形态，这种锻造形态组织比铸造形态组织致密得多，因而焊
接后零件的机械性能也比传统熔焊工艺做出来的好得多。
此外，搅拌摩擦焊不需要焊料，这节约了不少成本，因为高端焊料往
往都是非常昂贵的。
当然，搅拌摩擦焊也有自身不少的局限性，比如，只适合焊接熔点相
对较低的材料(如铝合金、镁合金或者铜合金);工件需要承受很大的紧固
力固定在工作台上，并以很大的压紧力压紧，这可能造成额外的变形;对
于不规则的异形焊缝的焊接速度较慢，搅拌针和轴肩材料损耗速度较快等。
总之，搅拌摩擦焊做为一种新兴的焊接工艺正在应用于高端的焊接领域，相信随着技术的发展这个焊接工艺的应用会越来越广。
搅拌摩擦焊讲述
搅拌摩擦焊搅拌摩擦焊（Friction Stir Welding ，简称FSW ）是由英国焊接研究所于1991年提出的一种固态连[1]接方法。
与传统的熔化焊接方法相比较，搅拌摩擦焊具有晶粒细小、力学性能良好、焊接时不需使用保护气体、焊接后残余应力和变形小等优[2]点。
搅拌摩擦焊自提出以来，引起了各国学者和研究机构的广泛重视，成为了国内外的研究热点。
经过十几年的发展，搅拌摩擦焊这种新型固相焊接方法已经从技术研究层面迈向高层次的工程化和工业化应用阶段，成为铝及铝合金首选的连接工艺。
目前，搅拌摩擦焊在航空航天工业、造船业、汽车业等工业领域有了广泛的应用。
近年来，国内轨道车辆制造技术快速改进，搅拌摩擦焊技术开始用于铝合金车体制造。
搅拌摩擦焊铝合金车体的成功试制，标志着搅拌摩擦焊技术在国内轨道车辆工程化应用的开始。
1、搅拌摩擦焊工艺及接头组织性能特点1.1 搅拌摩擦焊焊接工艺过程[3]搅拌摩擦焊的焊接工艺如图1-1所示。
置于垫板上的对接工件通过夹具夹紧，以防止对接接头在焊接过程中松开。
一个带有特型焊针的搅拌焊头旋转并缓慢插入两块对接板材之间的焊缝处。
焊针的长度接近焊缝的深度，当旋转的焊针接触工件表面时，与工件表面快速摩擦产生的摩擦热使接触点材料的温度升高，强度降低。
焊针在外力作用下不断顶锻和挤压接缝两边的材料，直至轴肩紧密接触工1-接缝；2-搅拌头前沿；3-前进侧；4-母材；5-搅拌针；6-搅拌头后沿；7-焊缝；8-搅拌头旋转方向；9-后退侧图1-1 搅拌摩擦焊焊接工艺过程件表面为止。
这时，由旋转轴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层。
当工件相对焊针移动或焊针相对工件移动时，在焊针侧面和旋转方向上产生的机械搅拌和顶锻作用下，焊针的前表面把塑化的材料移送到焊针后表面。
这样，焊针沿着接缝前进时，搅拌焊头前头的对接接头表面被摩擦加热至轴向压力 前进方向12 3 4 56789超塑性状态。
结果，焊针摩擦接缝，破碎氧化膜，搅拌焊头后方的磨碎材料。
压铸件搅拌摩擦焊工艺流程
压铸件搅拌摩擦焊工艺流程
压铸件搅拌摩擦焊工艺流程是指采用搅拌摩擦焊技术对压铸件进行焊接的工艺过程。
搅拌摩擦焊是一种固相焊接方法，通过搅拌头与工件之间的摩擦热和搅拌头的锻压作用，将连接界面上的材料加热至塑性状态，并在压力作用下形成致密的焊接接头。
以下是压铸件搅拌摩擦焊工艺流程的示例：
1.准备工件：对待焊接的压铸件进行表面处理，去除毛刺、飞边等杂质，确
保表面平整光滑。
2.装配定位：将待焊接的压铸件按照设计要求进行装配定位，确保位置准确
无误。
3.搅拌头选择与安装：根据焊接要求选择合适的搅拌头，并将其安装在焊接
设备上。
4.预热处理：对压铸件进行预热处理，提高材料的塑性，降低热影响区的硬
度，防止裂纹的产生。
5.施加压力：在搅拌头的作用下，对压铸件施加适当的压力，使其紧密贴合。
6.启动焊接：以适当的焊接速度和搅拌头旋转速度进行焊接，确保热量传递
和材料流动的均匀性。
7.焊接完成：经过一定时间的焊接后，形成致密的焊接接头，停止焊接并撤
去压力。
8.后处理：对焊接接头的外观进行检查，如需进行热处理或机械加工，则进
行相应的后处理操作。
9.质量检测：按照相关标准对焊接接头的各项性能指标进行检测和评估，确
保焊接质量符合要求。
10.成品入库：将合格的压铸件搅拌摩擦焊成品进行标识、包装和入库管理。
以上是压铸件搅拌摩擦焊工艺流程的一般步骤。
根据不同的压铸材料和产品要求，实际工艺参数和操作方法可能会有所不同。
因此，在实际应用中，需要根据具体情况进行工艺调整和优化。
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搅拌摩擦焊工艺
搅拌摩擦焊（Friction Stir Welding，简称FSW）是一种无焊接熔化的固态焊接技术，由英国剑桥大学的Thomas W. Thomas于1991年首次提出。
相比传统的熔化焊接方法，搅拌摩擦焊具有许多优点，如焊接强度高、焊缝外观美观等，因此在航空航天、汽车制造等领域得到了广泛应用。
搅拌摩擦焊的工艺流程相对简单，主要包括预装夹紧、搅拌摩擦焊接和冷却三个阶段。
首先，需要将两个待焊接的工件通过夹具夹紧，以确保焊接过程中的稳定性。
然后，通过高速旋转的搅拌钎具将焊接面加热至软化温度，同时施加一定的压力。
搅拌钎具的旋转和推进运动将焊接面上的金属材料搅拌在一起，从而实现焊接。
最后，待焊接的区域冷却后，焊缝形成，焊接过程完毕。
搅拌摩擦焊的工艺特点主要包括以下几个方面：
1. 无熔化：搅拌摩擦焊是一种固态焊接方法，焊接过程中不产生熔化现象，避免了传统焊接方法中可能产生的气孔、夹杂物等缺陷，提高了焊缝的质量。
2. 焊接强度高：搅拌摩擦焊焊接产生的焊缝表面光滑，焊缝强度高，可以达到甚至超过基材的强度。
3. 焊接速度快：搅拌摩擦焊的焊接速度通常较快，可以在短时间内
完成大面积焊接，提高了生产效率。
4. 适用性广：搅拌摩擦焊适用于多种金属材料的焊接，包括铝合金、镁合金、钛合金等，具有较好的通用性。
5. 环保节能：搅拌摩擦焊过程中不需要额外的填充材料和保护气体，无烟尘产生，减少了对环境的污染，同时节约了能源。
搅拌摩擦焊工艺在航空航天、汽车制造等领域得到了广泛应用。
例如，航空航天领域的发动机和机身结构常采用铝合金材料进行制造，而搅拌摩擦焊可以有效地实现铝合金的焊接，提高了零部件的性能和可靠性。
汽车制造领域中，搅拌摩擦焊可以用于车身结构、悬挂系统等部件的焊接，提高了汽车的安全性和耐久性。
尽管搅拌摩擦焊具有许多优点，但也存在一些挑战和局限性。
首先，搅拌摩擦焊的设备成本较高，需要专门的设备来实现焊接。
其次，对于某些材料，如高碳钢、不锈钢等，搅拌摩擦焊效果不理想，难以实现高质量的焊接。
此外，搅拌摩擦焊的焊接速度受到材料的导热性能和设备的限制，无法适用于所有情况。
搅拌摩擦焊工艺是一种具有广泛应用前景的焊接技术。
它不仅能够提高焊缝的质量和强度，还能够提高生产效率，减少对环境的污染。
随着材料科学和焊接技术的不断发展，相信搅拌摩擦焊工艺将会得到更加广泛的应用和推广。