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1991年攪拌摩擦焊技術(shù)由英國(guó)焊接研究所(The Welding Institute, TWI)發(fā)明，作為一種固相連接手段，它克服了以往熔焊的諸如氣孔、裂紋、變形等缺點(diǎn)，更使得以往通過(guò)傳統(tǒng)熔焊手段無(wú)法實(shí)現(xiàn)焊接的材料可以采用FSW實(shí)現(xiàn)焊接，被譽(yù)為“繼激光焊后又一革命性的焊接技術(shù)”。

FSW主要由攪拌頭的摩擦熱和機(jī)械擠壓的聯(lián)合作用下形成接頭，其主要原理和特點(diǎn)如下：

圖1 攪拌摩擦焊示意圖

焊接時(shí)，欲搭接或者對(duì)接的工件相對(duì)放置在墊板上，為了防止在施焊時(shí)工件被攪拌頭推開，應(yīng)加以約束。施焊工具主要是攪拌頭。焊接時(shí)旋轉(zhuǎn)的攪拌頭緩緩進(jìn)入焊縫，在與工件表面接觸時(shí)通過(guò)摩擦生熱使得該處金屬軟化，在頂壓力的作用下，指棒進(jìn)入到工件內(nèi)部，在高速旋轉(zhuǎn)下使得攪拌頭周圍的一層金屬塑性化。同時(shí)，在肩軸端面的包攏下攪拌頭沿焊接方向移動(dòng)形成焊縫。焊縫的深度由指棒的插入深度決定。在焊接過(guò)程中主要的產(chǎn)熱體是指棒和軸肩。在焊接薄板時(shí)，軸肩和工件的摩擦是主要的熱量來(lái)源。

作為一種固相連接手段，攪拌摩擦焊除了可以焊接用普通熔焊方法難以焊接的材料外（例如可以實(shí)現(xiàn)用熔焊難以保證質(zhì)量的裂紋敏感性強(qiáng)的7000、2000系列鋁合金的高質(zhì)量連接），F(xiàn)SW還具有以下優(yōu)點(diǎn)：

溫度低，所以變形小（即使是長(zhǎng)焊縫也是如此）；

接頭機(jī)械性能好(包括疲勞、拉伸、彎曲)，不產(chǎn)生類似熔焊接頭的鑄造組織缺陷，并且其組織由于塑性流動(dòng)而細(xì)化。
與其它焊接方法相比，焊接變形小，調(diào)整、返修頻率低，某航空發(fā)動(dòng)機(jī)FSW的缺陷發(fā)生率低，傳統(tǒng)熔焊時(shí)每焊接8.4m，產(chǎn)生一個(gè)缺陷，而FSW時(shí)在焊接長(zhǎng)度為76.2m時(shí)，才僅出現(xiàn)一個(gè)缺陷。由此可以使成本降低60%。

焊前及焊后處理簡(jiǎn)單，焊接過(guò)程中的摩擦和攪拌可以有效去除焊件表面氧化膜及附著雜質(zhì)。而且焊接過(guò)程中不需要保護(hù)氣體、焊條及焊料。

能夠進(jìn)行全位置的焊接；
適應(yīng)性好，效率高；
操作簡(jiǎn)單；
焊接過(guò)程中無(wú)煙塵、輻射、飛濺、噪音及弧光等有害物質(zhì)產(chǎn)生，是一種環(huán)保型工藝方法。

尤其值得指出的是，攪拌摩擦焊所具有適合于自動(dòng)化和機(jī)器人操作的優(yōu)點(diǎn)，諸如：不需要填絲、保護(hù)氣（對(duì)于鋁合金）、可以允許有薄的氧化膜、對(duì)于批量生產(chǎn)，不需要進(jìn)行打磨、刮擦之類的表面處理非損耗的工具頭、一個(gè)典型的工具頭就可以用來(lái)焊接6000系列的鋁合金達(dá)1000米等。