搅拌摩擦焊的研究进展与应用
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。
船舶结构的搅拌摩擦焊技术报告
船舶结构的搅拌摩擦焊技术报告船舶结构的搅拌摩擦焊技术报告搅拌摩擦焊技术是一种新型的金属材料连接方法。
该方法利用摩擦热与搅拌作用，使金属材料产生局部塑性变形，从而实现固态连结。
该技术具有操作简单，接头质量好，能耗低等优点，因此在船舶结构中得到了广泛应用。
一、船舶结构中的应用搅拌摩擦焊技术在船舶结构中主要用于铝合金板材的拼接。
在现代船舶建造中，轻量化的趋势越来越明显，因此铝合金材料的应用越来越广泛。
搅拌摩擦焊技术可以在不损伤材料表面的情况下，将不同板材整齐平直地接合在一起，从而形成更为坚固的整体结构。
该技术因其良好的焊接质量和高效的生产效率，在船舶制造领域得到广泛应用。
二、搅拌摩擦焊技术的原理搅拌摩擦焊技术的基本原理是，通过将两个工件在不断转动的过程中进入摩擦接触状态，产生摩擦热使金属软化，然后进行搅拌，使金属实现塑性变形，最后在搅拌过程中将两个工件连接而成。
整个焊接过程是在超塑性状态下进行的，不会涉及到优化熔化等操作，因此避免了出现焊缝气孔、裂纹等缺陷，从而保障了焊接质量。
三、工作原理搅拌摩擦焊的工作流程如下：1.在铝合金板材边缘表示出预定的接合线。
2.将两个铝合金板材平放在磨削机工作台上，保证两者相互垂直且接合线重合。
3.开启磨削机，让其达到设定转速。
4.使磨削工具沿接合线移动，使两个铝合金板材进入摩擦状态。
5.通过搅拌器进一步加热并搅拌材料，使材料局部塑性变形，并形成均匀的连接缝。
6.关闭设备，待材料冷却后，便可将铝合金板材焊接成功。
四、效果与应用采用搅拌摩擦焊技术进行铝合金材料接合可以收到以下效果：1.良好的焊接质量，焊缝紧密。
2.不产生气孔、裂纹等缺陷。
3.节省了能源，减少了对环境的污染。
4.生产效率高，可以完成大规模生产。
搅拌摩擦焊技术在船舶结构中的应用已经得到广泛的认可。
它可以提高船舶结构材料的强度和刚度，减少船舶自身质量，提高使用效率。
在船舶结构设计和施工中，将会是一种经济、高效的金属材料连接方法，具有非常广阔的发展前景。
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
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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。
搅拌摩擦焊及其研究现状
图 2 搅拌摩擦焊焊缝横截面金相组织图 通过对 搅拌摩擦焊焊 接接 头的金 相分 析以 及显微 硬度 分 析可以发现, 搅拌摩擦焊 的焊缝 组织 可分为 A、B、C、D 四个 区 域( 图 3) : A 区为母材区( basic metal, 简称 BM ) , 无热 影响也 无 热变形; B 区为热影响区( heat affected zone, 简称 HAZ) , 该区 域 的材料因受热循 环的 影 响, 微观 组 织和 力学 性 能均 发生 了 变 化, 但没有发生塑性变形; C 区为热 变形影响 区( thermomechanically affected zone, 简称 T M AZ) , 该 区域 材料 已经 产生 了剧 烈 的塑性变形。就铝合金而言, 再结晶区域和 T M AZ 之间通常有 明显的界限, 但在其它 没有热 致相变的 材料中, 如在 纯钛、B 钛 合金、奥氏体不锈钢和铜中, 似乎 T MA Z 整体已再结晶化, 产生 了无应变再 结晶, 这 可能使 得 HA Z/ T M AZ 的边 界难以 精确 划 分; D 区为焊核( dynamically recr ystallized zone, 简称 DX Z) , 焊核 是最接近轴肩的区域, 组织结构通常有较大的 变化。
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, 与工件表面的快速摩擦 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 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 加热至超塑 性 状态。结果 , 焊针磨擦接缝, 破碎氧化膜, 搅拌和 重组搅拌焊 头 后方的磨碎材料, 搅 拌 焊头 后方 的 材料 冷却 后 就形 成固 态 焊 缝。这种方法可以 看作 是 一 种自 锁 孔连 接 技 术, 在焊 接 过 程 中, 焊针所在处形成小孔, 小孔在随后的焊接过程中又被填满( 最 后形成的小孔例外, 这个小孔可以用其它方法填满或切除掉) 。
搅拌摩擦焊技术应用现状及其发展趋势
搅拌摩擦焊技术应用现状及其发展趋势摘要：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。
本文简述了搅拌摩擦焊的工作原理及优缺点，重点分析了搅拌摩擦焊技术在航空航天、汽车、船舶、电力电子、轨道交通、国防军工以及其它领域的应用现状及发展趋势。
关键词：搅拌摩擦焊；航空航天；汽车；轨道交通；应用；发展趋势引言搅拌摩擦焊作为一项革命性新型焊接技术，其有效解决了轻合金材料焊接方法问题，可达成铝、镁、铜等轻质合金材料高效、优质、绿色的非熔化连接。
中国发展和应用搅拌摩擦焊是时代的召唤，是我们所需肩负的重要使命。
由此可见，对搅拌摩擦焊技术应用现状与发展趋势开展研究，既有着十分重要的现实意义，又有着十分重要的战略意义。
一、工作原理搅拌摩擦焊，本质上是一种固相焊接，它需要借助一个非自耗的搅拌头（一般包括四部分，分别是搅拌针、轴肩、过渡部分和夹持部分）。
首先将待焊工件刚性固定，接着将搅拌针高速旋转着插入到被焊工件内部，直到轴肩下压到被焊工件内，然后搅拌针沿着焊接方向与工件做相对运动，在摩擦热和塑形变形热的作用下，焊缝两侧金属在搅拌针的牵引下进行塑性流动，在搅拌针的搅拌和轴肩的锻压共同作用下，形成焊接接头。
二、优缺点搅拌摩擦焊的优点：1）固态焊接技术，没有材料熔化；2）高质量，高效率，低成本；3）可实现多种接头形式的焊接；4）焊件中残余应力低，残余变形小；5）搅拌摩擦焊接头强度高，断裂韧度高；6）焊缝为细晶组织，没有气孔、裂纹、夹渣等缺陷，节省修理费用；7）操作简单，便于实现自动化。
搅拌磨擦焊存在的主要缺点：由于焊缝不形成增强焊波，难以用于填角焊等焊接，其接头形状有限；焊接形式受限，曲线焊接操作较难；焊缝的始端与终端有残孔。
三、缺陷（1）搅拌摩擦焊过程属于热力复合作用过程，通常在焊缝正下方存在刚性支撑，在开展难以提供刚性支撑的工件焊接时，难度十分大。
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。
铝合金搅拌摩擦焊技术研究及应用
铝合金搅拌摩擦焊技术研究及应用铝合金搅拌摩擦焊技术是一种高效、环保的焊接方法，在航空航天、交通运输、轻工制造等领域具有广泛应用前景。
本文将从工艺原理、研究进展、优势与挑战等方面进行分析，全面介绍铝合金搅拌摩擦焊技术的研究及应用。
搅拌摩擦焊是一种非传统焊接方法，它将工件接头通过旋转和外力压合的方式进行连接，并在摩擦热量和塑性变形的作用下实现焊接。
铝合金在搅拌摩擦焊过程中，由于高温和塑性变形，形成了均匀的焊接区域，焊缝强度和密封性良好。
与传统的焊接方法相比，铝合金搅拌摩擦焊具有以下几个优点：首先，搅拌摩擦焊无需外加焊接材料，避免了常规焊接中的焊剂使用和气体保护等问题。
这降低了成本，同时减少了环境污染。
其次，搅拌摩擦焊具有较高的焊接速度和效率。
焊接头变形均匀，焊接时间短，适用于大面积或长尺寸工件的焊接。
第三，搅拌摩擦焊对铝合金的应变硬化效应较小，减少了焊接区域的硬化现象，提高了焊缝的塑性和可靠性。
铝合金搅拌摩擦焊技术的研究进展日益丰富。
首先，针对不同铝合金材料和焊接条件，研究者通过调整焊接参数和其他工艺控制手段，优化焊接质量和性能。
例如，通过控制转速、下压力、摩擦时间等参数，可以实现理想的焊接接合。
同时，研究者还对焊接头几何形状、初始材料状态等因素进行改善和控制，提高焊接接合的可靠性。
其次，近年来，通过引入其他技术手段，如电流、激光、超声等，与搅拌摩擦焊相结合，可以进一步提高焊接接合的强度和质量。
例如，搅拌摩擦挤压焊技术将搅拌摩擦焊与挤压焊结合，对铝合金零件进行焊接加工，获得了良好的焊接接合。
此外，铝合金搅拌摩擦焊技术在实际应用中也取得了广泛成功。
在航空航天领域，搅拌摩擦焊被用于连接飞机结构件、涡轮叶片等零部件，取得了良好的焊接接合效果。
在交通运输领域，搅拌摩擦焊被广泛应用于铁路和汽车制造中。
在轻工制造领域，搅拌摩擦焊技术也被广泛应用于电子设备、电池等领域的制造。
然而，铝合金搅拌摩擦焊技术仍面临一些挑战。
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。
搅拌摩擦焊的研究进展与应用
搅拌摩擦焊的研究进展与应用孙宜华;杜良【摘要】Friction stirring welding (FSW) is a solid-state welding, which has a specially profiled prohe. In the process of welding the probe transition along the joint line as well as rotates. The rotating tool develops frictional heating which cau scs the matcrial to plasticize and flows from the front of the tool to the back under the shoulder's pressure, then produce a high integrity weld. In this paper, the principles of FSW and its strengths and weaknesses are briefly introduced. The latest research on its non-destructive testing, finite element analysis, extreme conditions, complex interfaces, fatigue, et al. and its application status in aerospace area, shipbuilding, land transportation industry are highlighting described. Finally, the paper also discussed the prospect of FSW.%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.本文简要地介绍了搅拌摩擦焊的原理及其优缺点,重点介绍了搅拌摩擦焊在无损检测、有限元分析、极限条件、界面复合物、疲劳等方面的最新研究进展以及搅拌摩擦焊在航空航天领域、造船业、陆路交通工业中的应用现状,并展望了搅拌摩擦焊的研究前景.【期刊名称】《新技术新工艺》【年(卷),期】2011(000)006【总页数】4页(P70-73)【关键词】搅拌摩擦焊;复合焊接;进展;应用【作者】孙宜华;杜良【作者单位】三峡大学机械与材料学院,湖北宜昌443002;华南理工大学国家金属材料近净成形工程技术中心,广东广州510640【正文语种】中文【中图分类】TG453.9搅拌摩擦焊接(Friction Stir Welding,简称FSW)是英国焊接研究所(The Welding Institute,简称TWI)于1991年发明并获世界范围内专利保护的新型固相焊接技术,也是世界焊接技术发展史上自发明到工业应用时间跨度最短且发展最快的一项神奇的连接技术,被誉为“世界焊接史上的第二次革命”[1]。
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。
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。
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。
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。
水下搅拌摩擦焊研究进展
价值工程0引言搅拌摩擦焊（Friction Stir Welding ，FSW ）是一项由英国研究所发明的新型固相连接技术，是通过搅拌针旋转，将金属塑化流动焊接在一起的一项技术。
母相在焊接过程中不融化，避免了产生气孔、裂缝等缺陷[1]。
作为一种新型技术非常适合用于各种有色金属的焊接，但焊接时必不可免地因为温度过高产生金属间化合物，金属间化合物是引起焊缝脆性断裂的主要因素。
水下搅拌摩擦焊（Underwater Friction Stir Welding ，UFSW ）是一种将焊接件完全浸入水中焊接的方式，有利于降低焊接温度，减少金属间化合物的形成，提高焊接接头的质量[2-3]。
基于水下搅拌摩擦焊的实际应用价值和巨大发展潜力，文中对水下搅拌摩擦焊的研究进展进行概述，简要阐明了水下搅拌摩擦焊在铝合金、镁/铝合金的研究进展，以及不同的工艺参数对焊缝的影响，为未来的研究和实际运用提供参考。
1铝合金水下搅拌摩擦焊研究铝合金密度低、重量轻、比强度高、比模量高且导电导热性好，常用于追求轻质承载结构的领域，如航空航天、轨道交通、汽车船舶等。
随着船舶、海下工程的发展，铝合金的水下搅拌摩擦焊得到极大的运用[8]。
Mohd Atif Wahid 等人[4]对3铝合金6082-T6水下摩擦搅拌焊展开研究，开发一种数学模型，以优化水下摩擦搅拌焊接工艺参数以获得最大抗拉强度。
结果表明，搅拌头直径（d ），搅拌速度（ω），焊接速度（v ）和搅拌速度的二阶项（ω2），会显著影响接头的抗拉强度；在焊接参数的情况下，样品最大拉伸强度为241MPa ，是基体材料强度的79%，比常规搅拌焊接接头的拉伸强度高10.7%。
Emad Eldin Kishta 等人[5]研究了4mm 厚度的5083船用铝合金的水下搅拌摩擦焊接，测量并分析了焊接合金样品的空隙率，显微硬度和拉伸性能。
研究表明与常规的FSW 相比，UFSW 需要更高的转速才能产生高质量的焊缝；与基体材料相比，UFSW 样品中搅拌的材料中的空隙率明显降低，几乎为基体材料的1/3；UFSW 样品的拉伸强度非常接近基体材料的拉伸强度，且UFSW 样品的伸长率是基体材料伸长率约两倍。
搅拌摩擦焊技术应用现状和发展趋势
万方数据搅拌摩擦焊接过程中，接头温度峰值始终处于材料熔化点以下（约为材料熔点的０．８），不会出现材料熔化，从而避免了常规熔焊工艺中因熔化一凝固现象的存在所造成的各种焊接缺陷。
所以，搅拌摩擦焊是一种固相焊接技术。
接头材料在高温软化状态下，由于搅拌图１搅拌摩擦焊基本原理及工艺过程头的挤压而形成牢固的锻造细晶组织（与此不同的是，熔焊接头通常为晶粒粗大的铸造组织）。
与其他焊接方法相比，搅拌摩擦焊具有以下特点：（１）搅拌摩擦焊是一种固相连接技术，接头性能优异。
（２）焊前不需要开坡口，可以节省焊前准备工时。
（３）焊接过程中不需要保护气，也不需要填充材料。
（４）焊接过程容易实现自动化，可以实现全位置焊接，接头质量一致性好。
（５）焊接热输入小，从而导致焊接变形小、接头残余应力水平低，是一种低应力，小变形焊接技术。
（６）焊接过程中无飞溅、无弧光，无辐射，是一种绿色焊接技术。
（７）焊接效率高、能耗低，是一种高效焊接技术。
搅拌摩擦焊技术的这一系列特点使其对于以铝合金为代表的轻金属结构焊接具有非常重要的意义，在航空、航天、船舶、列车、汽车以及电力、电子等领域具有非常广阔的应用前景。
：．搅拌摩擦焊技术应用现状搅拌摩擦焊作为一种轻合金材料连接的优选焊接Ｅ口！唑堡笙！塑壁董皇塑型参磊加工热加工ｗｗｗ，ｍａｃｈｉｎｉｓｔ．ｃｏｍ，ｃｎ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，如在美国的宇航制造工业、北欧的船舶制造工业和日本的高速列车制造等领域，搅拌摩擦焊技术都得到了广泛应用。
搅拌摩擦焊技术１９９５年（通过申请专利）进入中国，但是这项技术在中国真正获得发展却是在２００２年以后——中心成立以来的这几年时间，它是以中国自主研制的第一台专机搅拌摩擦焊设备的交付使用为标志的。
２００２年以来，搅拌摩擦焊技术已被迅速推广到国内的航空、航天、船舶、电力、电子以及汽车等领域，并在几十种产品型号中得到应用。
１．搅拌摩擦焊技术在航天型号产品研制中的应用由于轻量化的需要，航天领域大量采用了铝合金结构——最适合采用搅拌摩擦焊技术，从而使搅拌摩擦焊技术最早在火箭、航天飞机等宇航产品中得到推广。
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。
2024铝合金搅拌摩擦焊研究共3篇
2024铝合金搅拌摩擦焊研究共3篇2024铝合金搅拌摩擦焊研究12024铝合金搅拌摩擦焊研究摘要：随着机械制造行业的不断发展，越来越多的铝合金产品被广泛应用。
搅拌摩擦焊作为一种新兴的接合技术，具有与传统的接合技术相比更加显著的优势。
为了深入探究2024铝合金搅拌摩擦焊的焊接特性，本文开展了一系列实验，分析了焊接热影响区、焊缝组织结构等性能指标。
关键词：2024铝合金，搅拌摩擦焊，焊接特性，金相分析1、引言搅拌摩擦焊技术是一种新兴的固态接合技术，在汽车、航空航天、船舶制造等领域有着广泛的应用。
相较于传统的接合技术，搅拌摩擦焊具有焊接速度快、焊缝强度高、热影响区小等优势，因此备受关注。
其中，铝合金产品的制造领域，搅拌摩擦焊技术也得到了越来越广泛的应用。
2024铝合金是一种常用的高强度铝合金。
它有良好的耐腐蚀性、加工性和低密度等优点，被广泛应用于航空航天、船舶制造等领域。
因此，研究2024铝合金的搅拌摩擦焊技术，具有重要的现实意义和科学价值。
2、实验方法本实验采用了直径为10mm、厚度为2mm的2024铝合金板材作为实验材料。
在实验过程中，我们针对不同的搅拌头转速、焊接速度和夹紧力等参数，开展了一系列的实验测试。
通过实验得出了不同参数下，2024铝合金搅拌摩擦焊的焊接性能指标。
3、实验结果通过对实验结果的分析，我们得出了以下几个结论：（1）随着搅拌头转速的提高，搅拌时间会减少，焊接中的热影响区域也会缩小。
但是，如果转速太高，会导致合金材料的塑性变差，焊接强度反而会降低。
（2）增加焊接速度可以提高焊接效率，但是过快的焊接速度会导致焊缝表面燃烧和氧化，降低焊接强度。
（3）夹紧力对焊接强度的影响非常大。
夹紧力过小，会出现焊缝错位、拉伸断裂等问题，严重影响焊接质量。
夹紧力过大，会增加合金材料的塑性变形，进而影响焊接强度。
（4）通过金相显微镜的观察，我们发现焊接区域的金相组织结构非常致密，焊接区域的显微硬度与母材相近。
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。
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造船 业 、 陆路 交通 工业 中的应 用现状 ， 并展 望 了搅拌 摩擦 焊的研 究前 景 。 关 键词 ： 搅拌 摩擦 焊 ； 复合 焊接 ； 进展 ； 用 应
中 图分 类号 ： Ｇ ４ ３ ９ Ｔ ５． 文献标 志码 ： Ａ
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量 ， 擦 热使 该部位 金属 处于热 塑性状 态， 摩 并在搅 拌 头的压 力作 用下从 其 前 端向后 部 塑性 流 动 ， 而使 待 从 焊件 压 焊为一 个整 体 。本 文简要 地介 绍 了搅 拌摩擦 焊 的原 理及 其优 缺 点 ， 点介 绍 了搅 拌摩 擦 焊在 无 损 重 检 测 、 限元 分析 、 限条件 、 面复合 物 、 劳等方 面的 最新研 究进展 以及搅 拌 摩擦 焊 在航 空航 天领 域 、 有 极 界 疲
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搅 拌摩 擦 焊 的研 究进展 与 应 用
孙 宜 华 ， ， 杜 良
（． 峡大 学 机 械 与 材料 学院 ， 北 宜 昌 ４３ ０ ；． 南理 工 大 学 国家 金 属 材 料近 净 成 形 工程 技 术 中心 ， 东 广 州 ５ ０ ４ ） １三 湖 ４ ０２ ２ 华 广 １６ ０
摘 要 ： 拌摩 擦焊 是利 用一 种特 殊 形 式 的搅拌 头边 旋 转边 前 进 ， 搅 通过 搅 拌 头与 工件 的摩 擦 产 生 热