搅拌摩擦焊接头性能

从表中可看出，对于固溶强化加人工时效处理的6082-T6铝合金，热处理后的FSW焊件抗拉强度达到了母材的水平，但塑性有所下降。对于固溶强化加自然时效的6082-T4，焊后不经热处理，自然时效一段时间后，其焊件与母材的极限抗拉强度之比有了进一步的提高。对于新发展的7108合金，焊后在室温下进行自然时效，焊件的强度达到了母材强度的95%。
众所周知，焊缝根部无缺陷是整个焊缝具有良好抗疲劳性能的关键因素之一。对FSW也一样，要尽量避免焊缝根部出现缺陷。对焊接厚度变化较大的铝板，必要使用长度可伸缩的搅拌头，这种搅拌头能根据实际板厚自适应地调整其伸出长度。应用这种搅拌头还可用来焊接楔型铝板。为了避免焊缝根部出现缺陷，还可采用额外措施，如在工件的背面加工出一个小斜面，或者在背垫上加工一道坡口槽。
5083-O FSW接头 141 298 23.0 1.00
5083-H321 母材 249 336 16.5 ――
7108-T79FSW接头 210 320 12. 0.86
7108-T79FSW后自然时效 245 350 11.0 0.95
�
5083-H321FSW接头 153 305 22.5 0.91
6082-T6母材 286 301 10.4 ――
6082-T6FSW接头 160 254 4.85 0.83
6082-T6 FSW后人工时效 274 300 6.4 1.00
表1 5000、6000、7000系列铝合金FSW焊缝性能（数据来源：TWI, 北京赛福斯特技术有限公司）
材料 屈服强度σ0.2（MPa） 拉伸强度（MPa） 延伸率% 与母材强度比
5083-O 母材 148 298 23.5 ――
6082-T4母材 149 260 22.9 ――
6082-T4FSW接头 138 244 18.8 0.93
冲击性能
图1所示是牌号分别为5083、6N01的铝合金FSW、熔焊以及母材室温下冲击强度试验数据对比。分析已获得的冲击性能数据，FSW焊缝冲击强度为母材的1.7倍，是熔焊方法的2.4倍。图1 FSW、熔焊以及母材冲击强度对比。
疲劳性能
以厚6mm 5083-0和2014-T6的FS焊缝的抗疲劳性能达到母材的程度。这对于MIG焊来说是不可能或很难达到的。分析已获得的抗疲劳性能数据，FSW焊缝要超过或至少相当于熔化焊焊缝的疲劳强度。
6082-T4FSW后人工时效 285 310 9.9 1.19
7108-T79母材 295 370 14.0 ――
搅拌摩擦焊接头性能
力学性能
FSW为铝合金的焊接质量带来了根本性的提高。对于退火材料，在焊接试样的抗拉强度实验中，颈缩断裂区通常出现在母材上，而不是在焊缝和热影响区。对于充分强化的铝材（冷加工或热处理强化），焊后的强度最弱区出现在机械热影响区，在焊接过程中可以通过控制热循环，特别是控制退火和时效影响来提高机械热影响区的强度。如果有条件，对充分强化的铝材进行焊后热处理则能获得最优的焊缝质量。5000系列、6000系列、7000系列铝合金的FSW焊缝抗拉强度性能见表1。
现在，各行业的工程师、检验员和一些认证机构正在共同致力建立一套FSW焊缝检验标准标准中主要包括抗断裂性能抗疲劳性能和抗腐蚀性能方面目前此类的研究工作主要集中在6-10mm厚的2000系列、5000系列、6000系列和7000系列的铝合金板材上。这些标准的制定将有助于搅拌摩擦焊在造船工业中实现标准化生产同时也有助于减少实际应用中的铝材厚度。