搅拌摩擦焊的原理及其应用
搅拌摩擦焊的特点及应用
搅拌摩擦焊的特点及应用搅拌摩擦焊是一种利用摩擦加工热和塑性变形原理实现的焊接方法。
它的特点在于焊接过程中不使用传统的焊接热源，而是通过直接对工件施加摩擦力来产生焊接热量。
下面将分别从特点和应用两个方面对搅拌摩擦焊进行详细介绍。
搅拌摩擦焊的特点如下：1. 无熔化和溶合：搅拌摩擦焊不需要熔化焊接材料，而是通过摩擦热和塑性变形来实现焊接。
因此，焊接过程中没有熔化和溶合现象，可以避免焊接材料的氧化、烧损和变质。
同时，焊接接头的化学成分保持不变，焊接区域不会出现气孔和夹杂物。
2. 低热输入和变形小：搅拌摩擦焊的焊接热输入相对较低，对于焊接材料的热影响区域较小。
因此，焊接过程中产生的热应力和残余应力较小，可以有效控制焊接接头的变形。
此外，由于焊接过程中材料处于固态状态，不会出现晶粒长大和固溶体析出的问题。
3. 高焊接质量和可靠性：由于搅拌摩擦焊焊接过程中不会出现气孔、夹杂物和缺陷等问题，因此焊接接头的质量较高。
同时，由于焊接接头的机械性能与基材的一致性较好，焊缝区域的强度通常高于基材的强度。
对于特殊材料，如铝合金、镁合金等，搅拌摩擦焊能够实现高强度焊接，提高焊接接头的可靠性。
4. 适应范围广：搅拌摩擦焊适用于多种材料的焊接，包括金属和非金属材料。
金属材料如铝合金、镁合金、钢材等可以通过搅拌摩擦焊实现焊接。
非金属材料如塑料、复合材料、陶瓷等也可以进行搅拌摩擦焊。
这种特性使得搅拌摩擦焊在航空航天、汽车制造、轨道交通等领域具有广阔的应用前景。
搅拌摩擦焊的应用主要包括以下几个方面：1. 铝合金焊接：铝合金是航空航天和汽车等行业常用的材料，传统焊接方法在焊接铝合金时存在困难。
而搅拌摩擦焊能够实现高强度、无缺陷的铝合金焊接，因此被广泛应用于铝合金结构件的制造。
2. 钢材焊接：搅拌摩擦焊也可以用于焊接钢材。
虽然钢材的焊接温度较高，但由于搅拌摩擦焊的热输入较低，因此不会产生较大的热影响区域和热应力。
同时，焊接接头的力学性能较好，适用于特殊场合对焊接接头强度和可靠性要求较高的钢材焊接。
搅拌摩擦焊的原理、工艺特点、装备特点及飞机制造中的应用
搅拌摩擦焊的原理、工艺特点、装备特点及飞机制造中的应用一．搅拌摩擦焊的原理搅拌摩擦焊（简称：FSW）是利用一种非损耗的特殊形状的搅拌头，旋转着插入被焊零件，然后被焊零件的待焊界面向前移动，通过搅拌头对材料的搅拌，摩擦，使待焊材料加热至热塑性状态，在搅拌头高速旋转的带动下，处于塑性状态的材料环绕搅拌头由前向后转移，同时结合搅拌头对焊缝金属的挤压作用，在热-机联合作用下材料扩散连接形成致密的金属间固相连接。
搅拌摩擦焊原理图二．搅拌摩擦焊的工艺特点搅拌摩擦焊的原理决定了它有完全不同于传统熔焊的焊接工艺。
与其它焊接方法相比,搅拌摩擦焊具有以下显著特点：1)不需要氢、氦等保护气体和填充材料,节约资源。
不产生弧光、烟尘、噪声以及任何有害的烟雾气体,减少了对人体危害,属于绿色环保高技术。
2)焊前不需要对被焊接材料进行严格清理、打磨和加工开剖口,大大降低了劳动强度,提高了工作效率。
3)依赖人的控制参数小,易于实现自动化生产,采用立式,卧式工装均可实现焊接,焊接质量的一致性高。
4)可以实现传统焊接难以焊接的铝合金材料,也可以焊接异种金属。
5)由于焊接温度相对较低,焊接大尺寸工件变形很小,焊接区的残余应力和残余变形也显著减少。
6)焊接装配要求低,焊件结合面的装配间隙小于焊件厚度的10%时,不会影响接头质量。
FSW技术的主要工艺参数是摩擦速度及时间,关键技术问题在于特殊结构形状的搅拌头。
对于不同的待焊材料,接头形式,搅拌头的材料和形状及搅拌摩擦焊的工艺都应不同。
三.搅拌摩擦焊的装备特点搅拌摩擦焊的搅拌头由特殊形状的搅拌指棒和轴肩组成，轴肩的直径大于搅拌指棒的直径，在焊接过程中轴肩和被焊材料的表面紧密接触，防止塑化金属材料的挤出和氧化。
同时，搅拌轴肩还可以提供部分焊接所需要的搅拌摩擦热，搅拌指棒的形状比较特殊，焊接过程中搅拌指棒要旋转着插入被焊材料的结合界面处，并且沿着待焊界面向前移动。
对于对接焊缝，搅拌指棒的插入深度一般要略小于被焊材料的厚度。
铝合金搅拌摩擦焊
铝合金搅拌摩擦焊铝合金搅拌摩擦焊是一种新型的焊接技术，采用搅拌摩擦和热成型技术连接铝合金件，具有高强度、高密度、高质量等优点。
它是一种非常适用于铝合金焊接的技术，逐渐在航空、船舶、汽车、工程机械等领域中得到广泛的应用。
一、搅拌摩擦焊的基本原理：搅拌摩擦焊采用的是搅拌摩擦原理，利用搅拌工具在铝合金工件之间产生高温和高压，使铝粉末软化后再强制挤压，形成均匀的金属晶粒和致密的焊缝。
在搅拌摩擦焊的过程中，由于摩擦热和加压的作用，使铝合金接头处的温度升高，铝合金达到了塑化状态，再通过搅拌工具的旋转，将金属元素混合形成熔体，然后通过挤压形成均匀的焊缝。
二、铝合金搅拌摩擦焊的优点：1.高强度：搅拌摩擦焊焊接的铝合金接头具有非常高的强度，其强度甚至可以超过基材强度。
2.高质量：搅拌摩擦焊焊接的铝合金接头中没有焊缝氧化皮，且焊接过程中产生的铈等杂质较少，焊缝的质量比较高。
3.无损：搅拌摩擦焊和传统的焊接不同，它不需要加入任何的填充材料，也不会产生任何的变形和裂纹，无需进行后续的处理和检验。
4.成本低：由于不需要使用任何填充材料和后续处理工艺，因此搅拌摩擦焊的成本较低，操作简单，效果稳定可靠。
三、铝合金搅拌摩擦焊的应用：搅拌摩擦焊技术可以应用于多种铝合金材料的连接，如6XXX系列的铝合金、7XXX系列的铝合金等，其应用范围可以覆盖到航空、船舶、汽车、电力、机械制造等多个行业。
尤其是在空间航空领域中，铝合金搅拌摩擦焊被广泛应用，因为它可以解决传统焊接工艺在航空器外皮焊接中存在的一系列问题。
四、铝合金搅拌摩擦焊的发展趋势：在金属焊接行业，铝合金搅拌摩擦焊越来越得到重视，被认为是一种高新技术，与传统的焊接技术相比较，具备多种优点。
相信未来，随着更多的应用场景开发出来，这种焊接技术将得到更加广泛的应用。
总结：铝合金搅拌摩擦焊是一种新型的焊接技术，它具有高强度、高密度、高质量等优点，能够解决传统焊接技术存在的一系列问题，被广泛应用于航空、船舶、汽车、电力、机械制造等领域。
圆筒搅拌摩擦焊
圆筒搅拌摩擦焊随着工业技术的不断发展，焊接技术在各种制造业中发挥着越来越重要的作用。
其中，圆筒搅拌摩擦焊作为一种新型的焊接工艺，以其独特的优势在各个领域得到了广泛的应用。
本文将就圆筒搅拌摩擦焊的技术原理、特点、应用实例等方面进行介绍。
一、技术原理圆筒搅拌摩擦焊是一种利用搅拌头与工件之间的摩擦热来加热和加压，使材料发生塑性变形并连接的焊接方法。
通过高速旋转的搅拌头与工件的直接接触，产生强大的摩擦力和热量，使得材料逐渐熔化并与邻近材料结合，最终形成连续的焊缝。
二、特点与应用场景1. 优点：相较于传统焊接方法，圆筒搅拌摩擦焊具有以下优点：首先，生产效率高，操作简便；其次，能够加工复杂的几何形状；再者，适用于多种材料，包括不锈钢、铝合金等；最后，焊接质量稳定，无需额外的无损检测手段。
2. 应用场景：圆筒搅拌摩擦焊广泛应用于石油化工、机械制造、航空航天等领域。
例如，在石油化工行业中，可以利用该技术对管道进行焊接，提高生产效率和安全性；在机械制造领域，可用于各种圆形零件的连接；在航空航天领域，可以用于复合材料的焊接，提高产品的性能和质量。
三、案例分析以某大型石化企业的管道焊接为例，采用圆筒搅拌摩擦焊后，焊接速度提高了30%，生产成本降低了20%。
同时，由于焊缝质量优良，减少了后期维护的成本和时间。
此外，在汽车制造中，该技术成功应用于发动机缸体的焊接，提高了产品的质量和性能。
四、总结与展望圆筒搅拌摩擦焊作为一种先进的焊接技术，具有诸多优点和应用前景。
未来，随着该技术的不断发展和完善，其在更多领域的广泛应用将成为可能。
然而，也存在一些挑战和问题需要解决，如设备成本较高、操作难度较大等。
因此，我们需要进一步研究和探索，以提高圆筒搅拌摩擦焊的普及率和实用性。
总之，圆筒搅拌摩擦焊作为一项重要的焊接技术，已经在多个领域取得了显著的应用成果。
我们相信，随着科技的进步和市场需求的增长，这一技术将会得到更广泛的推广和应用，为各行各业的发展注入新的动力。
搅拌摩擦焊
搅拌摩擦焊搅拌摩擦焊，是一种新型的焊接技术，也被称为搅拌摩擦联接。
它是通过在焊接区域旋转和挤压两个金属工件来产生热量和塑性变形，从而使两个工件达到联接的目的。
与传统的焊接技术相比，搅拌摩擦焊具有许多优点，如焊接速度快、焊缝质量高、金属变形小等。
本文将详细介绍搅拌摩擦焊的原理、应用和发展趋势。
一、搅拌摩擦焊的原理搅拌摩擦焊的原理是在两个金属工件之间施加旋转和挤压力，产生热量和塑性变形，从而使两个工件达到联接的目的。
搅拌摩擦焊的焊接区域主要由以下几个部分组成：1. 摩擦区：是指两个金属工件之间产生的热量和塑性变形的区域，也是焊接区域的主要部分。
在摩擦区，由于热量和挤压力的作用，金属工件的表面会产生摩擦热，从而使金属表面熔化和塑性变形。
在摩擦区，金属工件的晶粒也会受到影响，产生细化和变形，从而提高焊缝的质量。
2. 搅拌区：是指焊接区域中金属工件被挤压和旋转产生的区域。
在搅拌区，金属工件的晶粒也会受到影响，产生细化和变形，从而提高焊缝的质量。
3. 热影响区：是指焊接区域中受到热影响但未受到塑性变形的金属区域。
在热影响区，金属工件的晶粒也会受到影响，但不会产生细化和变形。
二、搅拌摩擦焊的应用搅拌摩擦焊的应用非常广泛，可以用于焊接各种金属材料，如铝合金、镁合金、钛合金、铜、钢等。
它在航空、汽车、船舶、铁路、电子、建筑等领域都有着广泛的应用。
1. 航空领域：搅拌摩擦焊可以用于制造航空器的结构件，如机翼、尾翼、机身等。
它可以提高焊缝质量，减少金属变形，从而提高航空器的性能和安全性。
2. 汽车领域：搅拌摩擦焊可以用于制造汽车的车身、底盘、发动机等部件。
它可以提高焊缝质量，减少金属变形，从而提高汽车的性能和安全性。
3. 船舶领域：搅拌摩擦焊可以用于制造船舶的船体、船舶设备等部件。
它可以提高焊缝质量，减少金属变形，从而提高船舶的性能和安全性。
4. 铁路领域：搅拌摩擦焊可以用于制造铁路车辆的车体、车轮等部件。
它可以提高焊缝质量，减少金属变形，从而提高铁路车辆的性能和安全性。
fsw搅拌摩擦焊接的原理和应用
FSW搅拌摩擦焊接的原理和应用1. 原理介绍搅拌摩擦焊接（Friction Stir Welding，简称FSW）是一种高效的固态焊接技术，它的原理是利用摩擦热产生塑性变形并将材料连接在一起。
相比传统的熔化焊接技术，FSW避免了熔化材料的过程，从而消除了熔渣、气孔和焊缝变质等焊接缺陷。
该技术适用于多种材料的焊接，包括铝合金、镁合金、钛合金和铜等。
FSW焊接过程中，焊接头部分被焊接工具（通常是一个非常坚硬的圆柱形肩部和一个细长的针尖部分组成）沿着焊接拼接线旋转前进。
焊接工具施加在焊接接头上的轴向压力使接头产生塑性变形。
焊接过程伴随着摩擦热的产生，使材料局部发生非等温塑性变形。
随着焊接工具的前进，焊接接头在塑性变形的影响下形成连续的焊缝。
2. 搅拌摩擦焊接的优势FSW具有以下几个优势，使其在各个工业领域中得到广泛应用：2.1 强度高由于焊接过程中没有液态的熔池，FSW焊接接头的晶粒不会因为快速冷却而变细，从而保持了较高的强度。
热影响区（Heat Affected Zone，HAZ）也较窄，减少了焊接接头的热损害。
2.2 减少焊接缺陷FSW既避免了熔化过程中可能产生的气孔、熔渣等缺陷，又减少了焊缝区的变质现象。
焊接接头的质量得到有效保证。
2.3 适用于不同材料的焊接FSW广泛适用于铝合金、镁合金、钛合金、铜等多种材料的焊接。
无论是相似材料的焊接，还是异种材料的焊接，FSW都能得到良好的焊接质量。
2.4 生产效率高FSW焊接速度相对较快，通常比传统熔化焊接技术要高，可以大大提高生产效率。
同时，焊接过程中无需使用惰性气体保护，避免了气体保护系统的成本和复杂性。
3. 搅拌摩擦焊接的应用领域FSW技术在众多领域中得到了应用，以下列举了几个典型的应用领域：3.1 航空航天工业在航空航天领域，铝合金被广泛应用于制造飞机结构。
如机翼、蒙皮和座椅等。
FSW技术可以实现这些结构件的焊接，提高了结构的强度和可靠性。
3.2 汽车制造FSW技术在汽车制造中的应用主要集中在车身板件焊接。
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。
焊接工艺中的摩擦搅拌焊技术
焊接工艺中的摩擦搅拌焊技术摩擦搅拌焊技术在焊接工艺中的应用摩擦搅拌焊（Friction Stir Welding，FSW）技术，作为一种新兴的焊接工艺，正在逐渐得到人们的关注和认可。
它的出现不仅改变了传统焊接方法，还带来了许多优势和创新。
本文将从摩擦搅拌焊技术的原理、应用范围和未来发展等方面，探讨其在焊接工艺中的重要性和价值。
一、摩擦搅拌焊技术的原理摩擦搅拌焊技术是一种无熔区焊接方法，它利用回转的焊接工具，通过摩擦加热和搅拌的作用，将金属板材相互连接。
其原理主要包括以下几个方面：1. 摩擦加热：焊接工具通过与工件的摩擦产生热量，将工件表面加热至可塑性温度，但不达到熔点。
这种无熔区的加热方式是摩擦搅拌焊的特点之一。
2. 塑性流动：在摩擦作用下，金属材料开始发生塑性变形，产生较强的流动性，但保持了原有的晶体结构。
通过搅拌工具的旋转和推进，工件的材料被搅拌成连续的焊接接头。
3. 冷却固化：在搅拌过程中，焊接接头由于摩擦加热而达到可塑性状态，但在离开焊接工具后，温度迅速下降，接头被固化为连续的金属接合部分。
二、摩擦搅拌焊技术的应用范围摩擦搅拌焊技术以其独特的焊接原理和优异的性能，广泛应用于不同材料的焊接领域。
其主要应用范围包括以下几个方面：1. 航空航天领域：摩擦搅拌焊技术可以用于航空航天器件的连接，例如飞机翼板、舱壁、涡轮发动机叶片等。
这种焊接方法能够减少热输入，提高焊接质量和强度，减小了焊接变形和应力集中的问题。
2. 轨道交通领域：摩擦搅拌焊技术可以应用于轨道交通车辆的制造和维修。
例如，高铁列车的车体焊接、地铁车辆的连接等。
由于摩擦搅拌焊能够避免焊接变形和减小焊接缺陷，因此能够提高车辆的运行平稳性和安全性。
3. 汽车制造领域：摩擦搅拌焊技术可以应用于汽车车身的焊接。
与传统的焊接方法相比，摩擦搅拌焊能够提供更强的接头强度和密封性，同时还能够降低噪音和振动，提高车身的刚性和安全性。
4. 电子设备领域：摩擦搅拌焊技术可以用于电子设备的组装和连接。
一文读懂搅拌摩擦焊
1搅拌摩擦焊概览搅拌摩擦焊（Friction Stir Welding，FSW）作为一种固相连接技术，在1991年由英国焊接研究所（The Welding Institute, TWI）发明。
与传统熔化焊相比，FSW无需添加焊丝、不需要保护气体，焊接过程无污染、无烟尘、无辐射，焊接接头残余应力低，因此具有焊接效率高、焊接变形小、能耗低、设备简单、焊接过程安全等一系列优点。
经过20多年的发展，FSW已经在航空航天、轨道交通、舰船等领域得到了广泛应用。
搅拌摩擦焊的原理如图1所示。
高速旋转的搅拌头扎入被焊工件内，旋转的搅拌针与被焊材料发生摩擦并使其发生塑化，轴肩与工件表面摩擦生热并用于防止塑性状态的材料溢出。
在焊接过程中，工件要刚性固定在背部垫板上，搅拌头边高速旋转边沿工件的接缝与工件相对移动，在搅拌头锻压力的作用下形成焊缝，最终实现被焊工件的冶金结合。
图1 搅拌摩擦焊接原理搅拌摩擦焊广泛适用于各类材料，目前已成功实现了铝、镁等低熔点金属及合金、铜合金、钛合金、钢铁材料、金属基复合材料以及异种金属（铝/铜、铝/镁、铝/钢等）的焊接。
在传统技术的基础上，搅拌摩擦焊有了五大创新发展：双轴肩搅拌摩擦焊、静轴肩搅拌摩擦焊、搅拌摩擦点焊、复合能场搅拌摩擦焊、搅拌摩擦增材制造。
双轴肩搅拌摩擦焊（Bobbin Tool Friction Stir Welding，BT-FSW）与传统FSW相比，其搅拌头为上、下轴肩结构，两个轴肩通过搅拌针连接，下轴肩取代了传统FSW的背部刚性支撑垫板，对工件进行自支撑，实现中空部件的焊接。
其焊接原理如图2所示。
上、下双轴肩的结构在焊接过程中降低了接头厚度方向的温度梯度，减小了接头组织不均匀性，可实现根部全焊透的焊接。
图2 双轴肩搅拌摩擦焊接原理1.上轴肩2.前进侧3.熔合线4.后退侧5.工件6.搅拌针7.下轴肩静轴肩搅拌摩擦焊（Stational Shoulder Friction Stir Welding,SS-FSW）采用轴肩与搅拌针分体式设计，在焊接过程中内部搅拌针处于旋转状态，而外部轴肩不转动，仅沿焊接方向行进。
搅拌摩擦焊在汽车工业中的应用
搅拌摩擦焊在汽车工业中的应用引言随着汽车工业的快速发展，汽车制造商不断寻求新的焊接技术来提高生产效率和提供更高质量的焊接连接。
搅拌摩擦焊（F ri ct io nS ti rW el d in g，简称FS W）作为一种创新的焊接方法，在汽车制造业中得到了广泛应用。
本文将探讨搅拌摩擦焊在汽车工业中的应用以及其优势。
1.搅拌摩擦焊的原理搅拌摩擦焊是一种通过转动和横向移动的无传统熔化焊接过程。
其原理是通过固态摩擦加热使焊接接头材料软化，并通过下压力和搅拌运动实现焊接。
这种焊接方法不需要填充金属或焊接材料，具有较高的焊接速度和良好的焊接质量。
2.搅拌摩擦焊在汽车制造中的应用2.1汽车车身焊接搅拌摩擦焊被广泛用于汽车制造的车身焊接。
在传统的车身制造过程中，汽车车身需要通过多个焊接点连接。
而使用搅拌摩擦焊，可以将车身板材焊接成较大的整体结构，提高了焊接连接的强度和刚性，同时减少了焊接缺陷的发生。
2.2材料连接为了降低汽车的重量并提高燃油效率，汽车制造商越来越多地采用铝合金和其他轻质材料作为车身结构材料。
搅拌摩擦焊被广泛应用于这些材料的连接，因为它能够有效地实现不同材料之间的焊接，提供坚固的连接和良好的密封性，同时减少了不同材料之间的反应。
2.3零部件焊接除了车身焊接和材料连接，搅拌摩擦焊还被应用于汽车零部件的焊接，例如发动机零部件、制动系统和底盘组件等。
搅拌摩擦焊能够实现零部件的高强度连接，同时提供良好的密封性和耐高温性能，满足汽车工业对零部件焊接质量和可靠性的需求。
3.搅拌摩擦焊的优势3.1高焊接速度与传统的焊接方法相比，搅拌摩擦焊具有更高的焊接速度。
这是因为搅拌摩擦焊不需要等待焊接材料熔化和凝固，而是通过摩擦加热和搅拌运动实现焊接，大大缩短了焊接时间。
3.2良好的焊接质量搅拌摩擦焊能够提供高强度、无缺陷的焊接连接。
焊接区域经过搅拌摩擦焊处理后，具有均匀的组织和细小的晶粒尺寸，提高了焊接接头的强度和硬度。
九种摩擦焊原理优缺点应用范围与焊接过程分析
九种摩擦焊原理优缺点应用范围与焊接过程分析摩擦焊是一种通过激活两个接触面之间的摩擦热量来进行焊接的方法。
在摩擦焊过程中，通过旋转和施加压力，将两个接触面摩擦加热至熔化或软化状态，然后迅速施加压力，实现焊接的连接。
1.滚压摩擦焊原理：两个工件在高温高压下相互滚动和压缩，使达到熔融点，然后停止滚压，则工件迅速冷却，并形成焊缝。
优点：焊接速度快、无需填充材料、焊接强度高。
缺点：对工件材料要求高、只适用于多孔体焊接。
应用范围：广泛应用于金属工业，如摩托车、汽车等行业。
2.摩擦搅拌焊原理：通过锥形工具在摩擦状态下插入两个工件内部，同时旋转，搅拌并混合两个工件的材料，然后冷却形成焊缝。
优点：无需填充材料、焊接速度快、焊缝质量好。
缺点：只适用于焊接薄板材料。
应用范围：适用于铝材料焊接。
3.摩擦摩擦焊原理：通过两个工件表面的摩擦，产生高温，使工件表面的金属熔化，停止摩擦后迅速冷却形成焊缝。
优点：焊接速度快、能焊接非常硬的材料。
缺点：只适用于焊接圆材。
应用范围：适用于焊接管材。
4.摩擦摩擦焊原理：通过两个工件表面摩擦产生的热量，使工件表面的金属熔化，然后迅速施加力，使金属冷却形成焊缝。
优点：焊接速度快、焊缝强度高、焊接过程不易受到外界环境影响。
缺点：只适用于焊接圆材。
应用范围：适用于装配、制造等行业。
5.摩擦摩擦焊原理：通过锥形工具在工件表面进行摩擦，产生高温，迅速施加力使金属冷却形成焊缝。
优点：焊接速度快、焊缝质量好。
缺点：对工件表面质量要求高。
应用范围：广泛应用于航空、航天、船舶等行业。
6.摩擦熔焊原理：通过锥形工具在工件表面进行摩擦，产生高温，然后迅速施加力使金属熔化冷却形成焊缝。
优点：焊接速度快、焊缝质量好、适用于焊接不同材料的工件。
缺点：对工件要求高。
应用范围：适用于更加复杂的工件或材料。
7.轴向摩擦焊原理：通过摩擦热和压力引起的瞬时局部熔化，使工件获得焊接。
优点：焊接速度快、焊接过程中无渣、焊缝质量好。
箱底搅拌摩擦焊接工艺及其应用
箱底搅拌摩擦焊接工艺及其应用摩擦焊接是一种热力焊接技术，通过工件之间的摩擦热、塑性变形和局部塑性流动实现焊接。
它在航空航天、汽车、船舶、铁路、军工等领域有着广泛的应用。
箱底搅拌摩擦焊接工艺是一种新型的摩擦焊接工艺，具有高效、节能、环保等优点，逐渐成为焊接领域的研究热点。
1. 箱底搅拌摩擦焊接工艺原理箱底搅拌摩擦焊接工艺是在普通摩擦焊接的基础上发展而来的，其原理是在初始摩擦热作用下，通过搅拌头的旋转和下压力的作用，将工件局部塑性加热、软化和流动。
搅拌头的旋转速度和下压力的大小可根据工件材料和厚度进行调节，以实现焊接的要求。
在搅拌摩擦焊接过程中，由于搅拌头的不断旋转和下压力的作用，工件表面不断被搅拌和塑性流动，从而实现了工件之间的结合。
（1）高效节能：相比传统的焊接工艺，箱底搅拌摩擦焊接工艺不需要预热和填充金属材料，焊接速度快，能耗低，可以大大提高生产效率。
（2）焊接质量好：由于摩擦热作用局部加热，摩擦熔化，不会产生气孔、裂纹等缺陷，焊接接头的质量较高。
（3）环保节能：由于不需要填充金属材料，减少了焊接烟雾和有害气体的排放，对环境和操作人员都有较好的保护作用。
（4）适应性强：箱底搅拌摩擦焊接工艺适用于铝合金、钛合金、镍基合金、镁合金等多种金属材料，能够满足不同材料的焊接需求。
（1）航空航天领域：箱底搅拌摩擦焊接工艺在航空航天领域有着广泛的应用，可以用于飞机机身、发动机、轮毂、翼梁等关键部件的焊接。
（2）汽车制造领域：汽车轻量化是当前汽车制造的重要趋势，箱底搅拌摩擦焊接工艺可以用于汽车车身、发动机、悬挂系统等部件的焊接，提高了汽车的整体性能。
（3）铁路交通领域：箱底搅拌摩擦焊接工艺可以用于铁路车辆、轨道等部件的焊接，提高了铁路交通的安全性和稳定性。
随着制造业的升级和需求的不断增长，箱底搅拌摩擦焊接工艺将会在更多领域得到应用。
未来，箱底搅拌摩擦焊接工艺将在工艺参数优化、设备自动化、工件材料拓展等方面得到进一步的发展和完善，以满足高性能、高要求的焊接需求。
搅拌摩擦焊原理
搅拌摩擦焊原理：搅拌摩擦焊是一种先进的固态连接技术，主要利用搅拌摩擦过程的热量和机械力来实现材料的连接。
该技术在铝、铜、钢等各类金属材料的连接中均有广泛应用。
以下是对搅拌摩擦焊原理的详细介绍。
一、搅拌摩擦焊的基本原理搅拌摩擦焊的核心原理在于利用一个特殊形状的搅拌头来刮擦待连接的材料表面。
搅拌头的形状通常为圆锥形或圆柱形，材料一般选用具有高强度和耐磨性的硬质合金。
在焊接过程中，搅拌头插入待连接的两块材料之间，通过旋转和向前推移的方式对材料表面进行刮擦。
搅拌摩擦焊过程中的热量主要来源于搅拌头的摩擦和塑性变形产生的热量。
当搅拌头向前推移时，刮擦产生的塑性变形会引发材料内部的热量。
这些热量不仅使材料表面软化，还产生大量的热塑性流体，这些流体在搅拌头的压力下填充了材料表面的微小缝隙，从而实现了材料的连接。
二、搅拌摩擦焊的工艺特点1.固态连接：搅拌摩擦焊是一种固态连接技术，焊接过程中没有熔融态材料的参与，因此具有无液相、无污染的优点。
2.温度适中：相较于传统的熔焊方法，搅拌摩擦焊的温度较低，可以有效降低材料的热损伤，适用于对温度敏感的材料。
3.适用范围广：搅拌摩擦焊可以适用于不同种类的金属材料，包括铝、铜、钢等，具有广泛的应用前景。
4.高效节能：由于搅拌摩擦焊没有熔融态材料的消耗，因此其能源消耗远低于传统熔焊方法。
5.操作简单：搅拌摩擦焊的焊接过程相对简单，操作方便，对操作人员的技术要求较低。
三、搅拌摩擦焊的应用由于其独特的优点，搅拌摩擦焊在许多领域都得到了广泛应用。
1.航空航天：在航空航天领域，许多结构组件需要高强度、高可靠性的连接。
搅拌摩擦焊能够满足这些严苛的要求，因此在飞机和火箭等结构中得到了广泛应用。
2.轨道交通：在轨道交通领域，为了保证车辆和轨道的安全性，需要对各种金属材料进行高质量的连接。
搅拌摩擦焊以其固态连接、高效节能等优点，在该领域得到了广泛应用。
3.电子封装：在电子封装领域，由于电子元件需要微型化和高度集成化，因此需要精确控制连接的质量和可靠性。
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。
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）是一种新型的固态焊接技术，其原理是利用专用的搅拌工具在焊接接头处进行搅拌和摩擦加热，使焊缝材料发生塑性变形并实现焊接连接。
搅拌摩擦焊具有许多独特的特点，使其在航空航天、汽车、船舶等领域得到广泛应用。
搅拌摩擦焊的原理是通过旋转的搅拌工具将焊接接头中的材料进行搅拌和摩擦加热，从而实现焊接连接。
搅拌工具通常由一个圆柱形肩部和一个锥形销钉组成，通过该工具在焊接接头中进行搅拌和摩擦加热时，焊缝材料发生塑性变形，形成焊接接头。
搅拌工具在焊接过程中施加的压力使焊缝材料得到良好的连接，而没有融化的现象发生。
这种固态焊接技术不仅具有高强度、高质量的焊接接头，而且可以焊接多种金属材料，包括高强度铝合金、镁合金等。
搅拌摩擦焊具有以下特点：1. 无需填充材料：搅拌摩擦焊是一种固态焊接技术，焊接过程中没有熔化的现象发生，因此不需要额外的填充材料。
这不仅节约了材料成本，而且避免了因填充材料导致的气孔、夹杂物等缺陷。
2. 焊接接头质量高：搅拌摩擦焊技术通过搅拌工具的旋转和摩擦加热，使焊缝材料发生塑性变形，形成均匀致密的焊接接头。
焊接接头的质量高，具有良好的力学性能和疲劳寿命。
3. 可焊接多种金属材料：搅拌摩擦焊技术可以焊接多种金属材料，包括铝合金、镁合金、不锈钢等。
这使得搅拌摩擦焊在航空航天、汽车、船舶等领域得到广泛应用。
4. 适用于大尺寸焊接：搅拌摩擦焊技术适用于大尺寸的焊接接头，可以实现长焊缝的连续焊接。
这在船舶、桥梁等领域具有重要意义。
5. 减少热影响区：搅拌摩擦焊焊接过程中没有融化现象发生，因此热影响区较窄，焊接接头周围的材料不会受到过热的影响，减少了变形和残余应力的产生。
6. 环保节能：搅拌摩擦焊焊接过程中无需使用额外的填充材料和保护气体，减少了环境污染和能源消耗。
7. 适应性强：搅拌摩擦焊技术适应性强，可以适应不同形状、尺寸和材料的焊接接头，具有良好的工艺适应性。
搅拌摩擦焊工作原理
搅拌摩擦焊工作原理
搅拌摩擦焊是一种金属材料的焊接方法，它利用摩擦热产生的高温将金属材料加热到软化状态，然后通过机械搅拌的作用将两个金属材料表面摩擦、塑性变形、混合以及扩散，最终实现焊接。
具体工作原理如下：
1. 加热：将需要焊接的两个金属材料的接触面通过旋转的方式摩擦，从而产生摩擦热。
摩擦热会加热金属材料，使其软化达到焊接温度。
2. 搅拌：在材料软化的状态下，通过一个专门的工具，如钳子夹具、旋转刀具等，对材料表面进行强制搅拌。
搅拌的目的是促使熔融金属混合和扩散，从而进一步提高焊接质量。
3. 磨合：磨合是指在搅拌过程中，金属材料表面存在的氧化膜、污染物等被搅拌剪切而排除，或被高温软化后破坏，从而实现材料表面的清理和净化。
4. 固化：当搅拌摩擦焊过程结束后，通过冷却或者其他方式将金属材料冷却至室温，焊缝即可固化。
总的来说，搅拌摩擦焊的主要原理是通过摩擦热加热金属材料并使其软化，然后通过搅拌的方式混合和扩散金属材料，最后冷却固化形成焊缝。
这种焊接方法具有热效应小、焊缝质量高等优点，广泛应用于航空航天、汽车制造、轨道交通等领域。
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。
搅拌摩擦焊接的定义 -回复
搅拌摩擦焊接的定义-回复题目：搅拌摩擦焊接的定义及其应用领域摩擦焊接是一种常见的金属焊接方法，通过在接触面上加大接触压力并施加摩擦力，将两个金属片合并在一起。
它具有高效、环保、低能耗等优点，因此被广泛应用于航空航天、汽车制造、船舶建造以及金属制造等领域。
其中搅拌摩擦焊接是摩擦焊接方法中的一种特殊形式，它通过旋转容器中的工具头，同时施加下压力和旋转热摩擦，在金属接触面间形成永久的焊缝。
本文将一步一步详细介绍搅拌摩擦焊接的定义、原理、设备及其应用领域。
第一步：定义搅拌摩擦焊接搅拌摩擦焊接是一种用于将金属片焊接在一起的方法。
它通过施加下压力和旋转热摩擦来生成热量，并在金属接触面处形成焊缝。
搅拌摩擦焊接以其高强度、高质量以及适用于多种金属材料的特点而受到广泛关注。
第二步：原理搅拌摩擦焊接的原理基于热摩擦效应。
在搅拌摩擦焊接过程中，工具头被旋转而且施加下压力，使其与金属表面接触并形成摩擦。
这种摩擦会引起金属表面的热量生成。
当足够的热量被生成时，工具头会穿透金属板，形成一个圆形摩擦区域。
摩擦区域内的高温使得金属软化并变得可塑，随后工具头继续旋转并施加下压力，使金属片激动并形成永久的焊缝。
第三步：设备搅拌摩擦焊接通常需要一台专门设计的设备。
这种设备通常由工具头、压力系统和控制系统等部分组成。
工具头是整个焊接过程的核心部分，通常由耐磨材料制成。
压力系统用于施加下压力，保证相应的接触压力。
控制系统通常包括旋转速度、下压力和焊接时间等参数的控制。
第四步：应用领域搅拌摩擦焊接已被广泛应用于多个领域。
首先，它在航空航天领域中得到广泛应用，用于连接航空器的结构件，如机翼、蒙皮板等。
该焊接方法可以减少重量、提高强度，并能够满足对高强度、高质量的要求。
其次，在汽车工业中，搅拌摩擦焊接被用于连接车辆的零部件，如车身结构、底盘等。
它可以提供可靠的焊缝，并提高整体车身的刚性。
此外，搅拌摩擦焊接还被应用于船舶建造、金属制造以及其他需要高强度、高质量焊接的领域。
搅拌摩擦焊接基础及应用
搅拌摩擦焊接基础及应用搅拌摩擦焊接是一种新型的焊接技术，它基于摩擦加热原理，以机械搅拌为主要作用，不需要任何补充材料，能够在不影响母材特性的前提下，实现高强度、高密度的焊接连接。
本文将从搅拌摩擦焊接的原理、优点和应用等方面进行介绍。
一、搅拌摩擦焊接的原理搅拌摩擦焊接是利用转动的搅拌工具在焊接接头处形成高速摩擦热源，使母材表面剧烈摩擦产生热量，将所需连接的两个母材表面加热到塑性状态，然后停止搅拌，使母材表面温度降低，同时施加一定的压力，使两个母材处于压紧状态，形成高强度的焊接接头。
二、搅拌摩擦焊接的优点1.焊接过程中不需要添加任何焊接剂或者其他附加材料，减少了人工介入和环境污染，经济和环保效益显著。
2.搅拌摩擦焊接不需要熔化金属，减少了母材塑性变形，降低了变形的幅度，特别是在焊接大宽度构件时，比其他焊接方法减少了变形。
3.由于焊接接头处理过程中不需要添加金属或者其他类型的焊剂，不容易出现浸入现象——一种热力焊接中低强的瑕疵并能有效避免焊接过程中出现冷焊未熔现象。
4.搅拌摩擦焊接工艺具有高强度、高密度、高翻译和无裂缝的特点，特别适用于铝和其他栅格金属材料。
5.机械搅拌可以使连接材料获得更密闭，从而大大提高接头的耐腐蚀性和气密性。
三、搅拌摩擦焊接的应用1.航空、航天领域的焊接：由于摩擦加热类似于IVB类方法，没有问题会形成的半固态区域，保持了该区域原有的微观组织，适用于航空、航天等领域的高端制造焊接。
2.铜铁锂电池框架的连接：搅拌摩擦焊接机构广泛应用于电池框架领域，能够实现良好的接头率和渗漏性能，减少了电池组装过程中的损失和失误。
3.汽车、机器人、电器电子领域：搅拌摩擦焊接可以用于这些行业部分薄壁板的焊接，应用灵活，效率高，减少了工程制造过程中的时间和成本。
4.铝合金焊接领域：搅拌摩擦焊接的优点如上述，能够取代传统焊接方法，提高了铝合金的强度和耐磨性。
总之，搅拌摩擦焊接是一种适用性广泛、安全可靠、环保节能的新型焊接技术，在国内外制造业中得到了广泛应用和推广。
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搅拌摩擦焊的原理及其应用
摘要：摩擦焊是利用焊件接触面之间的相对摩擦运动和塑性变形所产生的热量使接触面及附近区域的材料达到热塑性状态，通过两侧材料间的相互扩散和动态再结晶而完成焊接，文章分析了搅拌摩擦焊的工作原理，并论述了其相关的应用。
关键词：搅拌摩擦焊焊接变形焊接工艺
引言
搅拌摩擦焊是英国焊接研究所发明的新型固态塑化焊接技术，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并且发展最快的一项连接技术。
搅拌摩擦在材料的熔点以下进行，属于固相焊接，因此可以避免熔化焊所产生的气孔、裂纹、变形和氧化等问题。
更重要的是焊接加热温度低，使焊接接头软化程度得到减轻，性能得到改善。
搅拌摩擦焊在国外铝合金车体制造方面得到了一定的应用，日本、法国、德国、瑞典等国车辆制造商己经采用搅拌摩擦焊技术制造列车车体，焊接接头性能得到改善，效果良好。
国内搅拌摩擦焊在铁道车辆制造方面的应用尚属空白。
文章分析了搅拌摩擦焊的工作原理，并论述了其相关的应用。
1 搅拌摩擦焊的工作原理及特点
搅拌摩擦焊接时，搅拌头一边高速旋转，一边沿着焊接方向前进，焊接过程中，搅拌头轴肩与被焊工件表面摩擦产生热量使工件达到塑性状态，塑性状态的金属在搅拌头旋转压力的挤压作用下，沿搅拌针从前进侧被搅拌到后退侧，随着搅拌头的移动，高度塑性变形的金属流向搅拌头的后部，冷却后形成焊缝。
在实际工作中，搅拌摩擦焊的焊核由于受到搅拌头的高速旋转挤压作用，该区原始的组织晶粒被搅拌破碎，同时在轴肩与母材摩擦产生的热作用下，发生动态再结晶，由母材轧制状组织变为细小的等轴晶。
热机械影响区在搅拌头的高速旋转作用下发生明显塑性变形，受到的摩擦热低于焊核，不足以使组织发生再结晶，因此只发生部分长大。
热影响区在热循环作用下，组织晶粒发生二次长大，该区组织明显粗化，甚至比母材还粗大。
焊接时搅拌头缓慢插入母材中，摩擦头的轴肩与板材的表面紧密接触并压入一定深度。
焊接时摩擦头高速旋转并沿待焊板材的接缝向前运动。
摩擦头的轴肩、搅拌针与试件摩擦生热，产生的摩擦热使搅拌针周围金属处于热塑性状态。
在摩擦搅拌过程中轴肩一方面提供了大部分的摩擦热，另一方面轴肩的下压作用防止了塑性状态金属的溢出，搅拌针前方塑性状态下的金属在摩擦头的驱动下向后方流动。
在搅拌头的摩擦搅拌作用下，搅拌针周围的材料形成塑性层，从而形成了搅拌摩擦焊焊缝，使待焊件焊为一个整体。
同时，因为搅拌摩擦焊焊接温度在铝合金熔点以下，使其与普通熔化焊有不同的本质，相应地带来了一系列优点：
（1）多种材料混合焊。
搅拌摩擦焊作为一种固相连接方法，几乎能够焊接所有的铝合金材料，包括那些难于用熔化焊方法连接的高强铝合金材料，随着搅拌摩擦焊焊接工具的开发和焊接技术的发展，搅拌摩擦焊技术己能够焊接其它有色金属，如铅、锌、镁及镁合金、铜及铜合金、钦合金，甚至能够用于焊接不锈钢、低碳钢等黑色金属。
（2）不受接头形式的限制。
搅拌摩擦焊可以进行多种接头形式的焊接，如对接接头、搭接接头、角接接头及T形接头等。
搅拌摩擦焊也适用于环形、圆形、非线性和立体焊缝。
由于重力对这种固相焊接方法没有影响，搅拌摩擦焊可以用于全位置焊接，如横焊、立焊、仰焊、环形轨道自动焊等。
搅拌摩擦焊已经成功地焊接了星际(宇宙)飞行器铝合金燃料箱的纵向对接焊缝和环形搭接焊缝。
2 搅拌摩擦焊的应用方向
搅拌摩擦焊也是利用摩擦热作为焊接热源的一种固相连接方法，但与常规摩擦焊有所不同。
在进行搅拌摩擦焊接时，首先将工件牢牢地固定在工作平台上，然后，搅拌焊头高速旋转并将搅拌焊针插入工件的接缝处，直至搅拌焊头的肩部与工件表面紧密接触，搅拌焊针高速旋转与其周围母材摩擦产生的热量和搅拌焊头的肩部与工件表面摩擦产生的热量共同作用，使接缝处材料温度升高而软化，同时，搅拌焊头边旋转边沿着接缝与工件作相对运动，搅拌焊头前面的材料发生强烈的塑性变形。
随着搅拌焊头向前移动，高度塑性变形的材料被挤压到搅拌焊头的背后，肩部所施加的锻造力使接缝处的变形金属通过相互扩散与再结晶而牢固地结合在一起，从而完成搅拌摩擦焊接过程。
在焊接过程中，搅拌焊头具有与其周围材料摩擦产热、破碎工件表面氧化层、转移塑性流变材料等重要作用。
因而，搅拌焊头是搅拌摩擦焊技术的核心，其结构设计决定了整个焊接过程的各个工艺参数和焊缝的质量。
英国焊接研究所不断改进搅拌焊头的结构设计，已经开发出多种新型搅拌焊头。
改进后的搅拌焊头，其焊针采用特殊的结构形状，并优化搅拌焊头的肩部设计，能够使焊接区内摩擦产生热量提高，更加有利于塑性流变材料在搅拌焊针的周围流动，有利于焊件表面的氧化膜的破碎并使其在焊接区内弥散分布，可以实现在相对较高的焊接速度下焊接较厚的板材。
随着搅拌摩擦焊的发展，其应用领域主要可以概括为如下几个方面：
（1）航空工业：目前搅拌摩擦焊技术己用于轻质铝合金飞机的载重梁、地板、机身、机翼、蒙皮等结构件的焊接。
与过去常采用的铆接和机械加工相比，搅拌摩擦焊技术降低了制造成本，减轻了飞机的重量，因而搅拌摩擦焊在民用及军用飞机制造业具有很好的应用前景。
如美国航空领域正在使用搅拌摩擦焊技术将飞机蒙皮和翼梁、翼肋和纵向加强肋焊接在一起。
德国空中客车公司应用搅拌摩擦焊技术成功地焊接了空中客车机体及机翼结构。
（2）船舶工业：英国劳埃德船级社对船用搅拌摩擦焊技术进行了深入研究。
斯堪的纳维亚和日本的造船公司在船舶的结构制造过程中采用搅拌摩擦焊技术，也取得较满意的效果，如制造渔船上的冷藏箱板、高速货船的甲板、侧墙及船体的内部结构件。
采用搅拌摩擦焊技术拼接的大型中空复合型板材，由于热输入较低，焊缝的扭转变形小、焊接应力低，是熔化焊无法比拟的。
（3）铁路及公路：日本在1992年就开始研究在高速列车及地铁列车的结构制造过程中采用搅拌摩擦焊技术，目前己成功地将搅拌摩擦焊技术应用于制造高速列车的车身，搅拌摩擦焊制造汽车的底盘、大梁、车轮、油箱等结构的报导己屡见不鲜。
其它领域建筑桥梁、海岸设施、饮料啤酒罐、电气电机座、导电板、电接插件、电子设备的封装压力容器制造和液化气罐等结构件均有采用搅拌摩擦焊工艺的实例。
3 结语
摩擦焊是在外力作用下，利用焊件接触面之间的相对摩擦运动和塑性变形所产生的热量，使接触面及附近区域的材料达到热塑性状态，并产生适当的宏观塑性变形，通过两侧材料间的相互扩散和动态再结晶而完成焊接。
由于搅拌摩擦焊接技术具有的独特优点，自其问世以来，就受到了世界上主要工业化国家焊接界的重视。
参考文献：
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