搅拌摩擦焊接
搅拌摩擦焊金相检测原理
搅拌摩擦焊金相检测原理搅拌摩擦焊，听起来像个高科技的外星武器，其实它就是一种焊接技术，能把金属连接得紧紧的。
咱们平常用的焊接，很多时候都要加焊料，或者是用电弧什么的，这里就不同了。
这个技术主要靠摩擦生热，再加上搅拌的动作，嘿，像在做一碗美味的杂烩，材料相互融合，最后形成一体。
想象一下，把两块金属放在一起，然后不停地搅拌，慢慢地，它们就像打了鸡蛋一样，融合在一起，嘿，就是这么神奇。
说到金相检测，听起来有点复杂，其实就是看焊接的质量和结构。
简单来说，就是研究金属的微观结构。
金属不是光滑的表面，它们的内部其实有很多小秘密，像小村庄一样，里面住着很多小原子。
如果焊接的地方不够好，里面可能会有很多缺陷，这可就不妙了。
你想啊，像是做饭，食材如果处理不好，做出来的菜就不香，对吧？所以，金相检测就是要在焊接完后，好好“检查”一下，看看这个“菜”是不是能上桌。
金相检测一般有几个步骤，首先得把焊接的地方切割下来，像是在剪一个小样本。
然后，把这个小样本打磨得光滑透亮，像镜子一样。
把它放在一个特殊的显微镜下观察，嘿，像是在看显微镜下的细胞，真是大开眼界。
通过观察金属的组织结构，科学家们能判断出焊接的质量，发现一些潜在的问题。
这玩意儿虽然听起来简单，实际操作起来可是个技术活。
要知道，不同的金属有不同的特性，焊接的参数、环境都得考虑周全。
就像煮面条，有的人喜欢煮软的，有的人偏爱硬的，时间和火候都得掌握得当。
要是温度太高，金属可能会出现裂纹，温度太低，又焊不牢，真是个难题。
搞金相检测的师傅们可得有一双火眼金睛，他们用肉眼看不见的地方，能找出那些小问题。
毕竟，金属的强度和耐用性，直接关系到整件事的安全性。
想象一下，如果焊接的地方出了问题，就像汽车的刹车失灵，后果可不堪设想。
安全第一嘛，谁都不想让自己的生命玩游戏。
金相检测还有个好处，就是能让我们更加了解材料的特性。
比如，某种金属在高温下会变得脆弱，那在设计的时候，就得多加考虑。
搅拌摩擦焊
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 34 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。
摩擦搅拌焊
摩擦搅拌焊引言摩擦搅拌焊（Friction Stir Welding，简称FSW）是一种固相焊接技术，通过在接头处产生高速旋转的焊接工具，使材料发生塑性变形并产生摩擦热，从而实现焊接的目的。
与传统的熔化焊接方法相比，摩擦搅拌焊具有低热输入、无焊缝几乎无缺陷、焊接速度快等优点，因此在航空航天、汽车制造、船舶制造等领域得到了广泛应用。
工艺过程焊接设备摩擦搅拌焊主要由以下几个部分组成：•焊接工具：通常由一根柱状工具组成，末端具有圆形或锥形焊接头，用于在接头处进行摩擦搅拌。
•驱动系统：通过电机或液压系统提供驱动力，并控制焊接工具的转速和移动速度。
•夹持装置：用于夹持和固定被焊接材料的接头，以保证接头在焊接过程中的稳定性。
•控制系统：用于控制焊接过程中的各项参数，如转速、移动速度、温度等。
焊接过程摩擦搅拌焊的焊接过程主要包括以下几个步骤：1.夹持工件：将待焊接的工件装入夹持装置，并夹紧以确保工件的稳定性。
2.焊接工具接触：将焊接工具与工件表面接触，并施加一定的压力以保证接触面的贴紧。
3.开始旋转：启动驱动系统，使焊接工具开始高速旋转。
4.插入工件：焊接工具同时开始向工件内部插入，形成摩擦搅拌区域。
5.搅拌焊接：焊接工具的转动带动工件材料在摩擦热的作用下发生塑性变形，形成焊接接头。
6.完成焊接：当焊接工具插入到设定深度后，停止旋转，并将焊接工具从工件中拔出。
焊接参数在摩擦搅拌焊的过程中，一些关键的焊接参数需要被控制和调节，以确保焊接接头的质量和性能。
•转速：焊接工具的旋转速度是控制摩擦搅拌区域温度的主要参数。
一般来说，较高的旋转速度可以提高焊接质量，但过高的转速可能会导致材料熔化。
•移动速度：焊接工具在插入工件的过程中的移动速度也会影响焊接质量。
较低的移动速度可以提高焊接密度，但过低的速度可能导致焊接接头的不均匀和疏松。
•压力：焊接工具对工件施加的压力可以影响焊接接头的密度和强度。
一般来说，较高的压力可以提高焊接接头的密度和强度，但过高的压力可能会导致材料变形和残余应力的增加。
搅拌摩擦焊原理
搅拌摩擦焊原理
搅拌摩擦焊是一种固态焊接方法，通过机械震动和摩擦热来实现焊接。
其原理基于热塑性材料的可塑性和可变形性，通过摩擦热加热两个焊接件的接触面，使金属软化并形成可塑性，然后施加压力，使两个焊接件发生塑性变形混合，最终形成均匀的焊缝。
搅拌摩擦焊主要包括以下几个步骤：
1. 两个待焊接的金属件通过紧密贴合。
2. 在接触面之间施加一定的压力。
3. 使用专用搅拌头，通过高速旋转在接触面上施加摩擦力，引发摩擦热。
4. 随着摩擦热的积累，金属开始加热并软化。
5. 一旦达到足够的软化温度，停止搅拌并继续施加压力，使两个金属件发生塑性变形。
6. 继续施加压力，使金属在接触面上混合，形成焊缝。
7. 冷却后，焊缝区域重新硬化，完成搅拌摩擦焊。
搅拌摩擦焊具有许多优点，包括焊接速度快、焊接接头强度高、焊接过程无火花、无气体和溶剂的排放等。
它可以应用于各种金属材料的焊接，特别适用于铝合金、镁合金等难焊性材料。
搅拌摩擦焊广泛应用于汽车制造、航空航天、船舶制造等领域。
搅拌摩擦焊技术
搅拌摩擦焊技术。
搅拌摩擦焊技术是一种热焊接技术，它主要是通过搅拌、摩擦和挤压来达到焊接的目的。
它具有热焊接技术的优点，如高焊接速度、高焊接品质、低焊接温度等，还可以用于接合非金属材料，因此被广泛应用于航空、航天、军事、汽车、机械制造和其它行业。
搅拌摩擦焊技术的原理是将两块金属材料用搅拌器旋转，形成一定的摩擦力和温度，使材料表面上的金属熔池中形成汇聚成一体，从而达到焊接的目的。
该技术的优点是焊接温度较低，可以避免温度过高时对金属材料造成的损伤，焊接速度也很快，可以省去许多焊接时间。
搅拌摩擦焊技术的应用非常广泛，可以用于各种金属材料的焊接，如钢材、铝材、铜材、锡材、镍材、钛材等，也可用于接合非金属材料，如塑料、橡胶等。
此外，搅拌摩擦焊技术还可以用于制作各种尺寸和形状复杂的零件，例如汽车、航空、航天、军事和机械等行业的零件。
搅拌摩擦焊技术具有高焊接速度、高焊接品质、低焊接温度、可用于接合非金属材料等优点，可以应用于各种金属材料和非金属材料的焊接，因此，在航空、航天、军事、汽车、机械等行业中应用十分广泛。
搅拌摩擦焊工艺
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。
恒压力搅拌摩擦焊原理
恒压力搅拌摩擦焊原理今天来聊聊恒压力搅拌摩擦焊原理的事儿。
我最开始接触这个恒压力搅拌摩擦焊的时候，就觉得这个名字特别高大上，完全搞不懂是怎么一回事儿。
后来在网上找了好多资料，又问了一些比较懂的朋友，才稍微有点眉目。
咱们先不说这个专业的焊接，就说咱们平时糊墙。
想象一下，你拿着腻子刀在墙上抹腻子，你得用一定的力，这力还得保持均衡，这样你抹出来的墙才能平整、腻子才能均匀地附着在墙上。
恒压力搅拌摩擦焊也有点这个意思。
这个焊接技术，是有一个特殊的搅拌头。
这个搅拌头就像是一个很厉害的小铲子。
在焊接的时候，搅拌头高速地旋转着插进要焊接的材料里，就好比那小铲子快速地挖到土里一样。
在这个过程中啊，它要一直给焊接材料一个恒定的压力。
说到这里，你可能会问，为啥要恒定的压力呢？这就不得不提到焊接的质量要求了。
如果压力一会儿大一会儿小，就像你糊墙的时候一会儿用力猛一会儿又不用力了，那糊出来的墙肯定坑坑洼洼的，焊接的效果也是一样，材料焊接得就不均匀、不牢固。
对于搅拌摩擦焊来说，有两个很重要的点。
第一就是摩擦产生热量，搅拌头这么一旋转、一摩擦，材料就被加热了，热到一定程度就软了，这就容易被搅拌、被焊接在一起哦。
第二呢，就是这个恒压力了。
凭借这个恒定的压力，能让被软化的材料更好地流动、混合，就像做糕点的时候，面团要揉得均匀就得用力合适、持续不断地揉。
从理论上讲呢，这个技术是依靠材料的固相连接原理。
在合适的压力和摩擦力下，材料的原子相互扩散、结合。
在航空航天领域就大量地使用这种焊接技术呢。
比如说飞机上一些铝合金结构的部件焊接，就对焊接的强度和精确性要求特别高。
恒压力搅拌摩擦焊就能够制造出非常精密而且可靠的连接结构，这样飞机在空中飞的时候才安全。
不过我得承认，里面还有一些更复杂的现象我还没完全搞明白。
比如说材料在高速摩擦和恒压力下，微观的晶体结构到底是怎么变化的。
希望大家也一起讨论讨论呀，我相信这样能让我们对这个恒压力搅拌摩擦焊的原理理解得更透彻，说不定还能有新的思路去拓展这个技术的应用呢。
搅拌摩擦焊基础知识培训
搅拌摩擦焊基础知识培训嘿，朋友们！今天咱们来聊聊搅拌摩擦焊，这可是个相当有趣且实用的技术。
你想想，金属的连接就像是搭积木，得让它们紧紧地“抱”在一起，还得牢固得不像话。
那搅拌摩擦焊就是这个神奇的“搭积木高手”。
搅拌摩擦焊呢，简单说就是通过一个特殊的工具，在金属连接处“搅和搅和”，让它们热起来，然后融合在一起。
这就好比揉面团，不断地揉啊揉，面就变得均匀又结实。
这个特殊工具就像是个魔法棒，它一边旋转，一边沿着焊缝移动。
就像咱们走路，一步一步，稳扎稳打。
它产生的摩擦力会让金属变软变热，然后在压力的作用下，实现完美的连接。
这和传统的焊接方法可大不一样。
传统焊接，就像是放鞭炮，“噼里啪啦”一阵火花，热得吓人，还可能让金属变形，就像被“揍”了一顿，样子可不好看。
搅拌摩擦焊呢，温度相对低，变形小，就像个温柔的淑女，轻轻一抚，金属就乖乖听话了。
而且它能焊接那些不容易焊接的材料，比如铝合金，那可真是帮了大忙。
你说这技术难不难？其实也没那么可怕。
只要掌握了要领，就像骑自行车，一开始可能摇摇晃晃，但多练几次，不就顺溜了嘛。
要做好搅拌摩擦焊，首先得选对工具。
这工具就像战士的武器，得锋利，得顺手。
然后呢，焊接参数得调好，速度啦、压力啦，就像做饭放盐，多了少了都不行。
还有啊，焊接的环境也很重要。
别在风大的地方，不然风一吹，温度跑了，效果可就差了。
搅拌摩擦焊的优点可多了去了。
它焊接出来的接头强度高，质量稳定，就像长城一样坚固。
而且对环境友好，没有那些刺鼻的气味和耀眼的火花。
总之，搅拌摩擦焊是个了不起的技术，学会了它，就像拥有了一把神奇的钥匙，能打开很多制造的大门。
朋友们，多去了解，多去尝试，说不定你就是下一个焊接大师！。
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
搅拌摩擦焊(Friction Stir Welding，简称FSW)是英国焊接研究所(The Welding Institute)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。
下面主要介绍搅拌摩擦焊的方法、过程、特点以及搅拌摩擦焊在中国的发展现状。
2.搅拌摩擦焊的原理搅拌摩擦焊方法与常规摩擦焊一样．搅拌摩擦焊也是利用摩擦热作为焊接热源。
不同之处在于．搅拌摩擦焊焊接过程是由一个圆柱体形状的焊头(welding pin)伸入工件的接缝处，通过焊头的高速旋转，使其与焊接工件材料摩擦，从而使连接部位的材料温度升高软化．同时对材料进行搅拌摩擦来完成焊接的。
焊接过程如图所示。
在焊接过程中工件要刚性固定在背垫上，焊头边高速旋转．边沿工件的接缝与工件相对移动。
焊头的突出段伸进材料内部进行摩擦和搅拌，焊头的肩部与工件表面摩擦生热，并用于防止塑性状态材料的溢出，同时可以起到清除表面氧化膜的作用。
在焊接过程中，焊头在旋转的同时伸入工件的接缝中，旋转焊头与工件之问的摩擦热，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流向焊头的背后，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，最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。
焊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。
关于在搅拌摩擦过程中界面原子的运动现在仍处于研究阶段。
搅拌摩擦焊接
搅拌摩擦焊接1. 简介搅拌摩擦焊接（Friction Stir Welding，简称FSW）是一种用于金属材料的固态焊接技术。
它不需要融化金属，而是通过搅拌和压缩金属表面来实现焊接。
搅拌摩擦焊接具有许多优点，例如焊点强度高、焊缝质量好、焊接过程无飞溅和喷射等。
因此，它在航空航天、汽车制造和电子设备等领域广泛应用。
2. 工艺步骤搅拌摩擦焊接的工艺步骤如下：1.准备焊接材料：将要焊接的金属工件准备好，确保其表面清洁。
2.夹持工件：将要焊接的两个工件夹持好，保持正确的位置和夹持力。
3.摩擦搅拌：通过高速旋转的搅拌针将金属表面搅拌并加热到良好的焊接温度。
搅拌针通常由钨或钢制成，具有特定的几何形状。
4.压缩焊接：在搅拌的同时，施加垂直于工件表面的压力。
这种压力有助于使金属发生冷变形并形成良好的焊接接头。
5.冷却和固化：在工件搅拌和压缩焊接后，需要等待一段时间以使焊接接头冷却和固化。
3. 优点和应用搅拌摩擦焊接具有许多优点：•高强度焊接：搅拌摩擦焊接可以实现高强度的焊接接头，接头的强度通常接近于材料的基本强度。
•良好的焊缝质量：搅拌摩擦焊接的焊缝质量非常好，焊接接头的表面光滑，无焊缝缺陷。
•无熔化金属：搅拌摩擦焊接是一种固态焊接技术，不需要融化金属，避免了焊接过程中可能引起的气孔、裂纹等问题。
•无飞溅和喷射：搅拌摩擦焊接的焊接过程中，金属不会飞溅和喷射，减少了焊接过程中的安全风险。
搅拌摩擦焊接在许多领域有着广泛的应用：•航空航天：搅拌摩擦焊接被广泛应用于航空航天领域，用于焊接飞机和航天器的结构件和燃料箱等部件。
•汽车制造：搅拌摩擦焊接在汽车制造中也有着重要的应用，用于焊接车身和底盘等关键部件。
•电子设备：搅拌摩擦焊接可以用于焊接电子设备中的散热器和金属外壳等部件。
4. 总结搅拌摩擦焊接是一种固态焊接技术，不需要融化金属，可以实现高强度和良好质量的焊接接头。
它在航空航天、汽车制造和电子设备等领域有着广泛的应用。
搅拌摩擦焊的原理及其特点
搅拌摩擦焊的原理及其特点搅拌摩擦焊（Friction Stir Welding，简称FSW）是一种固态焊接技术，其原理是通过在焊接接头处施加搅拌力和摩擦热来实现焊接。
它的特点是焊接过程中无熔化，无焊接热源，不需要填充材料，能够实现高强度、高质量的焊接。
搅拌摩擦焊的原理是利用焊接工具的自旋和推进运动，在焊接接头上施加搅拌力，使接头处的金属材料发生塑性变形，并通过摩擦热使金属材料的温度升高到可塑性范围内。
在高温和高压的作用下，金属材料发生塑性流动，形成焊接接头。
搅拌摩擦焊的特点主要体现在以下几个方面：1. 无熔化：搅拌摩擦焊是一种固态焊接技术，焊接过程中不产生熔化现象。
相比传统的熔化焊接方法，它避免了焊接接头处的液态金属流动和凝固过程中的缺陷产生，能够得到更好的焊接质量。
2. 无焊接热源：搅拌摩擦焊的焊接热源是通过焊接工具的自旋和推进运动产生的摩擦热。
相比传统的焊接方法，它不需要额外的焊接热源，能够节约能源。
3. 无需填充材料：搅拌摩擦焊的焊接接头是通过金属材料的塑性流动形成的，不需要使用填充材料。
这样可以避免填充材料与基材之间的界面问题，提高了焊接接头的强度和密封性。
4. 高强度焊接：搅拌摩擦焊由于焊接过程中金属材料的塑性流动和细化效应，能够得到高强度的焊接接头。
与传统的焊接方法相比，搅拌摩擦焊能够实现更高的焊接接头强度。
5. 适用范围广：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、铜合金等。
与传统的焊接方法相比，它能够实现不同种类和不同厚度金属材料的焊接。
6. 焊接过程稳定：搅拌摩擦焊的焊接过程中，焊接工具的自旋和推进运动能够使焊接接头处的金属材料均匀受热和塑性变形，使得焊接过程更加稳定。
同时，焊接工具的设计和控制技术的发展，使得搅拌摩擦焊的焊接过程能够实现自动化和精确控制。
搅拌摩擦焊是一种无熔化、无焊接热源、无需填充材料的固态焊接技术。
它具有高强度焊接、适用范围广和焊接过程稳定等特点。
搅拌摩擦焊介绍
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喷气客机的搅拌摩擦焊
LEE MAN (SCETC)
镁合金的搅拌摩擦焊
搅拌摩擦焊 （三）搅拌摩擦焊的特点
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优点：
焊缝是在塑性状态下受挤压完成的，属于固相焊接，因而其接头 不会产生与冶金凝固有关的一些如裂纹、夹杂、气孔以及合金元 素的烧损等熔焊缺陷和脆化现象，焊缝性能接近母材，力学性能 优异。适于焊接铝、铜、铅、钛、锌、镁等非铁金属及其合金以 及钢铁材料、复合材料等，也可用于异种材料的连接。 不受轴类零件的限制，可进行平板的对接和搭接，可焊接 直焊缝、角焊缝及环焊缝，可进行大型框架结构及大型筒 体制造、大型平板对接等，扩大了应用范围。 搅拌摩擦焊利用自动化的机械设备进行焊接，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。 焊接时无需填充材料、保护气体，焊前无需对焊件表面预处 理，焊接过程中无需施加保护措施，厚大焊件边缘不用加工 坡口，简化了焊接工序。· 焊接铝合金材料不用去氧化膜，只 需去除油污即可。
LEE MAN (SCETC)
搅拌摩擦焊 2.接头力学性能
焊态下，FSW焊缝焊核的强度要大于热影响区的强度。
5
对于退火状态的铝合金，拉伸实验时首先发生破坏的部位通常在远离 焊缝和热影响区的母材上。对于形变强化和热处理强化的铝合金，FSW 接头的不同区域发生了软化，但可以通过控制热循环，尤其是通过降低 焊缝热机影响区的退火效应和过时效的影响来改善接头的性能，也可以 通过焊后热处理的方式提高热处理强化铝合金FSW接头的性能。
• 它可以焊接所有牌号的铝合金以及用熔焊方法难以焊接的材料，并 突破了普通摩擦焊对轴类零件的限制，可进行板材的对接、搭接、角 接及全位置焊接。由于搅拌摩擦焊是固态焊接，所以没有熔化焊时的 气孔、裂纹及合金元素烧损等缺陷。搅拌摩擦焊的接头性能普遍
搅拌摩擦焊实验报告
一、实验目的1. 了解搅拌摩擦焊的基本原理和操作方法。
2. 掌握搅拌摩擦焊实验设备的操作流程。
3. 分析搅拌摩擦焊过程中的关键参数对焊接质量的影响。
4. 评估搅拌摩擦焊在特定材料焊接中的应用效果。
二、实验原理搅拌摩擦焊（Friction Stir Welding，FSW）是一种新型固相连接技术，通过高速旋转的搅拌头与工件接触产生摩擦热，使材料发生塑性变形，实现焊接。
该技术具有焊接接头质量高、变形小、无需填充材料等优点。
三、实验设备与材料1. 实验设备：搅拌摩擦焊机、焊接电源、引伸计、硬度计等。
2. 实验材料：不锈钢板材，尺寸为100mm×100mm×3mm。
四、实验方法1. 根据实验要求，设置搅拌摩擦焊机的参数，包括搅拌头的转速、焊接速度、搅拌头插入深度等。
2. 将不锈钢板材放置在焊接机的工作台上，调整好夹具，确保工件固定牢固。
3. 启动搅拌摩擦焊机，进行焊接实验。
焊接过程中，观察搅拌头的旋转状态和焊接接头的形成过程。
4. 焊接完成后，对焊接接头进行外观检查、力学性能测试和金相组织分析。
五、实验结果与分析1. 外观检查：焊接接头表面光滑，无裂纹、气孔等缺陷，焊接质量良好。
2. 力学性能测试：焊接接头的抗拉强度、弯曲强度等指标均达到母材水平，说明搅拌摩擦焊具有良好的力学性能。
3. 金相组织分析：焊接接头的显微组织为细小的等轴晶粒，晶粒尺寸均匀，无明显的热影响区，说明搅拌摩擦焊具有优异的组织性能。
六、讨论与结论1. 搅拌摩擦焊具有焊接接头质量高、变形小、无需填充材料等优点，在航空航天、汽车制造等领域具有广泛的应用前景。
2. 实验结果表明，搅拌摩擦焊能够有效地焊接不锈钢板材，焊接接头质量良好，力学性能满足要求。
3. 搅拌摩擦焊过程中的关键参数对焊接质量有重要影响。
通过合理调整搅拌头的转速、焊接速度、搅拌头插入深度等参数，可以获得高质量的焊接接头。
七、实验总结本次实验成功进行了搅拌摩擦焊实验，验证了搅拌摩擦焊技术的可行性和有效性。
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
摩擦搅拌焊接技术
摩擦搅拌焊接技术
嘿，朋友们！今天咱来聊聊摩擦搅拌焊接技术，这可真是个了不起的玩意儿啊！
你想想看，就好像两块倔强的拼图，怎么都不愿意好好拼在一起。
但摩擦搅拌焊接技术一来，嘿，就把它们服服帖帖地连接起来啦！它就像是个神奇的胶水，不过可比胶水厉害多了。
这技术啊，不需要那些复杂的焊接材料，也不会搞出一堆让人头疼的废气啥的。
多环保啊，简直就是焊接界的环保小天使！而且啊，它焊接出来的东西，那质量，杠杠的！坚固得很呢，就像钢铁侠的盔甲一样。
你说这技术咋这么牛呢？它是靠着摩擦生热，让材料软化，然后再搅拌搅拌，就这么神奇地连接在一起了。
这过程，不就跟揉面团似的，把材料揉巴揉巴就成一体啦！
咱平时看到的那些飞机啊、汽车啊，说不定就有这摩擦搅拌焊接技术的功劳呢！没有它，那些大家伙还不知道能不能这么牢固地跑在路上、飞在天上呢！这多重要啊，是不是？
你再想想，如果没有这个技术，那些需要焊接的大工程得费多大劲啊！得用多少材料，得花多少时间和人力啊！但有了它，一切都变得简单高效啦！它就像个默默无闻的英雄，在背后为我们的生活提供着坚实的保障。
而且哦，这技术还在不断发展呢！以后说不定会变得更厉害，能焊接更难搞的材料，能做出更了不起的东西。
到时候啊，咱的生活肯定会因为它变得更加美好。
总之啊，摩擦搅拌焊接技术真的是太神奇、太重要啦！咱可得好好感谢那些研究出这个技术的人，是他们让我们的生活变得更便利、更安全。
所以啊，咱可不能小瞧了这看似普通却无比厉害的摩擦搅拌焊接技术哦！。
搅拌摩擦焊接
搅拌摩擦焊（FSW）一、原理搅拌摩擦焊（Friction Stir Welding）是基于摩擦焊接技术一种固相焊接技术，1991 年由英国焊接研究所（TWI）发明。
其原理是一个非耗损的搅拌头旋转扎入焊接工件的连接界面，当搅拌头向前沿着焊缝移动时，塑化金属在机械搅拌和顶锻作用下形成致密的固相联接。
纵截面 顶截面搅拌摩擦焊示意图二、优点1. 高度一致的焊接质量，无需高的操作技能和训练；2. 单面焊接的厚度为1.6～15 mm；3. 焊接接口部位只需去油处理，无需打磨或洗刷；4. 不需焊丝和保护气氛；5. 节省能源，单面焊12.5 mm深度所需动力仅为3 KW；6. 焊接表面平整，不变形，无焊缝凸起和焊滴，无需后续处理；7.无电弧、无磁冲击、闪光、辐射、烟雾和异味，不影响其它电器设备使用，绿色环保；8.焊接温度低于合金的熔点，焊缝无孔洞、裂纹和元素烧损。
飞火汽船搅拌摩擦焊在宇航、船舶、高速列车、汽车等制造领域具有广阔的技术应用前景。
焊接实验室2006年8月FSW-3LM-002龙门式数控搅拌摩擦焊机一、设备简介江苏科技大学是中国搅拌摩擦焊中心（CFSWC）和英国焊接研究所（TWI）共同授权的搅拌摩擦焊学术研究二级许可单位，拥有中国第一台商业专用搅拌摩擦焊设备——FSW-3LM-002。
整套设备包括精密主轴单元、三坐标数控移动工作台、龙门式机架、机头滑枕、平板及筒形件的纵、环缝夹具，人机控制界面、4坐标控制系统、先进焊接参数传感、控制、记录系统等。
该焊机可以焊接厚度为3～15mm所有牌号的铝合金板材和直径小于Ф800mm的筒形件，以及铝基复合材料，镁及镁合金，锌及锌合金，铜及铜合金，钛及钛合金，铅及铅合金，碳钢和不锈钢等，还可实现异种材料的连接。
能完成对接、搭接、丁字等多种接头方式，并大大提高焊接接头的力学性能，排除熔焊缺陷产生的可能性。
二、教学和科研应用教学方面，可利用该设备进行本科和研究生教育，开设“焊接方法与设备”课程的相关实验教学，为本科毕业生提供毕业设计课题和实验条件，吸引大三学生开展学生科研活动。
搅拌摩擦焊标准
搅拌摩擦焊标准
一。
搅拌摩擦焊这门技术，那可是现代工业领域的一把利剑！它的标准，就是确保这把剑锋利无比、精准无误的关键所在。
1.1 首先咱得说说这焊接质量的标准。
这就好比盖房子打地基，基础不牢，地动山摇。
焊接接头的强度、韧性，那得经得起考验，不能有丝毫马虎。
强度不够，就像纸糊的老虎，一戳就破；韧性不足，稍微受点力就裂成两半。
1.2 再讲讲焊缝的外观标准。
这焊缝啊，就像是人的脸面，得干净、整齐、美观。
不能有气孔、夹渣这些瑕疵，否则就像脸上长了麻子，看着就不舒服。
二。
接下来，咱们聊聊工艺参数的标准。
2.1 搅拌头的旋转速度，那可得恰到好处。
太快了，热输入过大，材料都被“煮烂”了；太慢了，又焊不透，成了“夹生饭”。
2.2 焊接的行进速度也有讲究。
快了慢了都不行，得像老牛拉车，稳稳当当，才能保证焊缝质量均匀一致。
2.3 还有焊接压力，这就好比给庄稼浇水，多了少了都长不好。
压力太大，容易把材料压坏；压力太小，又焊不结实。
三。
最后说说设备和操作的标准。
3.1 设备得精良，就像战士手里的枪，得好使。
定期维护保养，不能关键时刻掉链子。
3.2 操作人员那得是行家里手，技术娴熟，严格按照标准操作，不能随心所欲。
俗话说，没有规矩，不成方圆。
只有遵守标准，才能让搅拌摩擦焊发挥出最大的威力，为工业生产保驾护航！。
摩擦搅拌焊接实验报告
摩擦搅拌焊接实验报告摩擦搅拌焊接（Friction Stir Welding，FSW）是一种先进的金属焊接技术，广泛应用于飞船、船舶、航空、汽车等领域。
本实验主要通过摩擦搅拌焊接工艺进行铝合金的焊接，对焊接接头的力学性能和金相组织进行研究与分析。
实验步骤：1. 准备材料：选取两块相同尺寸的6061铝合金板材进行焊接。
板材表面清洁干净，以保证焊接效果。
2. 确定焊接参数：根据铝合金的材料性能，选择合适的转速和下压力。
转速一般为500-2000转/分钟，下压力一般为5-20 kN。
3. 进行焊接：将两块板材对接，夹紧固定在焊接夹具中。
焊接搅拌头放在板材连接处，并开启电机。
根据焊接参数，控制转速和下压力。
焊接头在高速旋转摩擦过程中，通过机械搅拌使连接处金属软化并混合，形成连续的焊缝。
4. 修整焊缝：焊接完成后，用金属锉刀去除焊接缝表面的毛刺和凸起部分。
5. 金相组织观察：将焊接接头的横截面进行金相组织观察，使用金相显微镜观察焊缝区域和热影响区的组织变化。
6. 力学性能测试：对焊接接头进行拉伸试验和硬度测试，测试焊缝区域的强度和硬度。
结果与讨论：根据实验结果，摩擦搅拌焊接获得的铝合金焊接接头具有明显的优势。
通过金相组织观察，焊缝区域晶粒细化，高温区发生晶格重组和析出相变化。
焊缝区域具有优良的力学性能和硬度。
拉伸试验结果显示，摩擦搅拌焊接接头的强度高于基材，接近基材强度，焊缝区表现出良好的塑性延展性。
硬度测试结果显示，焊接接头的硬度略高于基材，说明焊缝区存在一定的形变硬化效应。
总结与展望：本实验通过摩擦搅拌焊接工艺进行铝合金的焊接，并对焊接接头的力学性能和金相组织进行了研究。
实验结果表明，摩擦搅拌焊接获得的铝合金焊接接头具有良好的力学性能和硬度。
但是，还需要进一步研究焊接参数对焊接接头性能的影响，优化焊接工艺以提高焊接质量。
此外，还可以研究不同材料的焊接接头的力学性能和金相组织，扩大该焊接技术的应用范围。
搅拌摩擦焊焊接接头分区
搅拌摩擦焊焊接接头分区搅拌摩擦焊接头一共有四个典型的分区，分别是：热影响区、焊核区、过渡区和基材区。
听起来好像很复杂，但其实每个区都有它自己的“个性”，了解了这些，你就能更好地理解焊接的“剧情”。
要说焊接接头的第一大区——焊核区，那可就是整个接头的核心地带。
简单来说，它就是金属热融之后重新凝固的地方，也就是焊接过程中，金属发生了最剧烈变化的地方。
它就像是个“火炉”，温度一高，金属直接开始“跳舞”，它们会重新排列组合，形成新的一种结构。
可以说，焊核区就像是焊接接头里的“最热区”，也是焊接质量好坏的决定性因素。
你要是忽视了这个地方，焊接接头可能就会出现裂纹、缺陷，整个“战局”就不太好看了。
接下来就是热影响区，这个区可就有点意思了。
热影响区虽然名字听起来很威风，但它其实是焊接时温度影响最大的地方。
虽然金属在这里没达到熔化的温度，但温度变化依然很大，金属的晶格结构也发生了变化。
所以说，热影响区就像是个“中立区”，既不是焊接的主战场，也没有那么安全，它存在的意义就是把金属的温度影响给“框住”，防止温度过高，导致金属性能发生不可逆的变化。
这个区域要是控制不好，金属可能会变脆，硬度过高或过低，就容易导致焊接接头不稳定。
所以，这个区要尽量保护好，不能让它“过火”。
再来看过渡区，这个名字一听就知道它是个“过渡地带”。
过渡区位于焊核区和基材区之间，起着一个缓冲的作用。
就像人家在中间调解似的，既承接了焊接区域的特性，又保留了一部分基材的性质。
这个区域温度不是特别高，金属没有完全熔化，但却能够确保焊接接头的稳固性。
就像桥梁一样，它要是做得不够好，整个接头的连接就显得脆弱，不牢固，啥时候掉链子都不奇怪。
所以，过渡区是整个接头的“缓冲带”，没它不行。
基材区可算是整个接头中最安稳的地方。
基材区就是焊接之前的金属区域，它没受到太多热影响，基本保持原有的性质。
这个地方就是焊接接头的“老大哥”，没有它，焊接根本不成立。
基材区相对稳定，但也不能太大意。
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汽
7.无电弧、无磁冲击、闪光、辐射、烟雾和异味，不影响其它电器设备使用，绿色环保；
8.焊接温度低于合金的熔点，焊缝无孔洞、裂纹和元素烧损。 搅拌摩擦焊在宇航、船舶、高速列车、汽车等制造领域具有广阔的技术应用前景。 焊接实验室
2006 年 8 月
FSW-3LM-002 龙门式数控搅拌摩擦焊机
一、设备简介
教学方面，可利用该设备进行本科和研究生教育，开设 “焊接方法与设备” 课程的相关实验教学，为本科毕业生提供毕业设计课题和实验条件，吸引大三学 生开展学生科研活动。
科研方面，教师和研究生可在搅拌摩擦焊机理、微观组织、力学性能和搅拌 摩擦焊的核心技术搅拌头等方面进行基础研究，并在工程实践上推广和应用。
不锈钢的搅拌摩擦焊接接头及金相
搅拌摩擦焊（FSW）
一、原理
搅拌摩擦焊（Friction Stir Welding）是基于摩擦焊接技术一种固相焊接技术，1991 年 由英国焊接研究所（TWI）发明。其原理是一个非耗损的搅拌头旋转扎入焊接工件的连接界 面，当搅拌头向前沿着焊缝移动时，塑化金属在机械搅拌和顶锻作用下形成致密的固相联接。
该焊机可以焊接厚度为 3～15mm 所有牌号的铝合金板材和直径小于 Ф800mm 的筒形件，以及铝基复合材料，镁及镁合金，锌及锌合金，铜及铜合金， 钛及钛合金，铅及铅合金，碳钢和不锈钢等，还可实现异种材料的连接。能完成 对接、搭接、丁字等多种接头方式，并大大提高焊接接头的力学性能，排除熔焊 缺陷产生的可能性。 二、教学和科研应用
纵截面
顶截面
搅拌摩擦焊示意图
二、优点
1. 高度一致的焊接质量，无需高的操作技能和训练；
2. 单面焊接的厚度为 1.6～15 mm；
3. 焊接接口部位只需去油处理，无需打磨或洗刷；
飞
4. 不需焊丝和保护气氛；
5. 节省能源，单面焊 12.5 mm 深度所需动力仅为 3 KW；
火
船Leabharlann 6. 焊接表面平整，不变形，无焊缝凸起和焊滴，无需后续处理；
焊接实验室 2006 年 8 月
铝合金的搅拌摩擦焊金相组织
焊接实验室 2006 年 8 月
搅拌摩擦焊焊机操作规程
1. 打开电闸； 2. 按下遥控器上的紧急停止按钮； 3. 打开控制柜上电源开关，三个灯都亮，说明电源正常，否则关
闭电源开关，检查有关开关和保险丝，直到检测出问题并修复 为止； 4. 启动操纵台上的电源开关，电源指示灯亮，给控制柜送电； 5. 按控制柜上 F4（手动）按钮，出现一个红色条框。正常情况没 有向下的白色箭头，如果有按向下↓按钮，查看错误情况； 6. 如果没有问题，打开遥控器上的红色按钮，这时主轴电机通电， 工作灯亮； 7. 进行编程或采用已有的程序； 8. 在进行搅拌头位置调整时，向窗口方向为 X＋，向窗口的反方 向为 X—；向文件柜方向为 Y＋，向文件柜反方向为 Y—；向 上为 Z＋，向下为 Z—； 9. 焊接结束后首先按下遥控器上的红色按钮，然后计算机关机， 关闭操纵台上的电源开关，关闭控制柜上电源开关，关闭电闸。 注意：搅拌摩擦焊焊机属于大型贵重实验设备，在进行搅拌摩擦 焊焊接操作前必须熟知设备的性能以及经过培训，严禁没有经过培训 的人员操作该设备。