friction stir welding

定義：高速旋轉(zhuǎn)的攪拌頭插入工件后沿焊接方向運動，在攪拌頭與工件的接觸部位產(chǎn)生摩擦熱，使其周圍金屬形成塑性軟化層；軟化層金屬在攪拌頭旋轉(zhuǎn)的作用下填充攪拌針后方所形成的空腔，并在攪拌頭軸肩與攪拌針的攪拌及擠壓作用下實現(xiàn)材料連接的固相焊接方法。

學科：機械工程（二）_機械制造工藝與設備_焊接與切割_摩擦焊

相關名詞：摩擦焊 慣性摩擦焊 焊接

圖片來源：視覺中國

【延伸閱讀】

攪拌摩擦焊是焊接方法的一種。它利用高速旋轉(zhuǎn)的攪拌針插入被焊工件內(nèi)與被焊材料發(fā)生摩擦并使其發(fā)生塑化，攪拌針在高速旋轉(zhuǎn)的同時也沿工件的接縫與工件相對移動，在攪拌頭的攪拌與壓力的作用下實現(xiàn)接頭的連接。

1991年，英國焊接研究所在工件接頭處以摩擦方式快速擺動彎曲的圓錐體，使材料發(fā)生連續(xù)塑性變形而實現(xiàn)了工件的連接，從此開始了攪拌摩擦焊技術的研究。21世紀初，隨著攪拌工具、材料、壓力傳感器和控制系統(tǒng)等關鍵技術的不斷突破，攪拌摩擦焊正式投入工業(yè)應用。如今，它作為一種重要的高端焊接技術，廣泛應用于軍事、航空航天、船舶、汽車制造等領域。

攪拌摩擦焊的過程中，所產(chǎn)生的熱量僅使被焊材料達到熱塑性狀態(tài)，而未達到金屬熔點，所以它屬于固相連接技術。攪拌摩擦焊材料適用性強，能夠?qū)崿F(xiàn)鋁鎂鈦鋼銅等金屬、復合材料、熱裂紋敏感性材料、異種材料的焊接。與熔焊相比，攪拌摩擦焊的優(yōu)點是：接頭機械性能好，不易出現(xiàn)裂紋、氣孔等缺陷；焊后接頭殘余應力和變形小，材料在攪拌頭的攪拌——擠壓的反復作用下，殘余應力得到釋放；能夠?qū)崿F(xiàn)全位置（如平焊、立焊、仰焊、俯焊等）和多種接頭形式（如搭接、T形接頭、對接等）的焊接；焊接過程操作過程簡單，便于實現(xiàn)機械化、自動化連接；焊接過程熱輻射小、無煙塵、功耗低、焊接效率高。攪拌摩擦焊也存在一定的不足之處，主要是：焊接過程中攪拌頭的磨損消耗太快，需要定期更換；焊接時產(chǎn)生的壓力較大，對焊接設備要求較高；工件需要剛性固定，對焊接裝配精度要求較高。

我國1996年引入攪拌摩擦焊技術后，在攪拌摩擦焊接頭性能及缺陷形成機制、攪拌頭的選材與結構設計、焊接過程中熱塑性金屬的遷移規(guī)律、攪拌摩擦焊的產(chǎn)熱機理及焊后熱處理等方面進行了大量的研究工作，取得了很多成果。隨著基礎研究、技術開發(fā)與應用推廣的不斷深入，形成了多種創(chuàng)新性的材料加工方法，主要有攪拌摩擦點焊、攪拌摩擦塞焊、靜軸肩攪拌摩擦焊、雙軸肩攪拌摩擦焊、復合能場攪拌摩擦焊、攪拌摩擦增材制造等。這些新技術的出現(xiàn)促進了攪拌摩擦焊技術的精細與完善。

（延伸閱讀作者：中國航發(fā)北京航空材料研究院 張鵬）

責任編輯：張鵬輝