搅拌摩擦焊的工作原理

     搅拌摩擦焊是一种新兴的理想的绿色连接技术，其工作原理如图，搅拌头由夹持器与特形指棒两部分构成。焊接时，搅拌头高速旋转并首先使特形指棒迅速钻进被焊对接板的焊缝，夹持器的圆柱体端面与工件表面紧密接触，进而夹持器带着施焊特形指棒沿着焊接方向移动，由于旋转的特形指棒与工件的摩擦作用而产生大量的热作用，家还是那个夹持器轴间与被焊板表面辅助的摩擦热，使得在搅拌头特形指棒周围的材料熔融，由于叫办理的作用被转移到特形指棒后侧，形成焊缝。

2  搅拌摩擦焊的优点

     搅拌摩擦焊是基于摩擦焊基本原理的一种新兴固相连接技术。与常规的摩擦焊技术和传统的融化焊技术相比，它具有以下优点：

     （1）焊缝力学性能好  由于骄傲办摩擦焊是一种固相连接方法，其焊接温度较低，焊缝金属仅达到塑性状态，没有熔化，保持着母材的冶金性能，故不会出现熔化过程中焊缝处大范围的热塑性变形过程和焊接缺陷。而且，焊缝金属的晶粒组织比母材金属的更细小，强度超过热影响区的强度，合金元素也没有被蒸发或烧损，没有改变合金的成分及相组成，焊后接头处的变形量和残余应力比熔化焊的小很多，无裂纹、夹杂、气孔缺陷少。因此，接头的力学性能好，可以基本实现板件的低应力无变形焊接。

     （2）成本低、效率高  搅拌摩擦焊是通过搅拌头与焊件之间的摩擦和搅拌作用，逐步实现整条焊缝的焊接的，比熔化焊甚至常规摩擦焊更节省能源。在焊接过程中，不需要添加其他焊接才来哦，如焊条、焊丝、焊剂和保护气体等。唯一小号的是搅拌头。通常在铝合金焊接时，一个工具钢搅拌头可以焊接800米长的焊缝。而且，其焊接设备教简单，可以经过现有的机床改造而成，焊接工艺参数少，操作方便。因此，很容易实现全方位的自动化焊接，可以大大地提高工作效率和焊接能量的利用率。

    （3）适用范围广泛  由于骄傲办摩擦焊可以消除熔化焊时形成的液化裂纹或结晶裂纹，所以可以焊接热裂纹敏感的材料，可实现铸件与挤压件，金属与非金属材料等异种材料的连接，入：铝和银的焊接；通过对挤压型材料进行焊接，可制成大型结构件，如船板、框架、平台等。还有，随着搅拌摩擦焊研究的不断深入，其可以实现从仰焊到俯焊的各种位置的焊接，并适用于多种形式的焊接接头，如搭接、对接、角接接头等，甚至可以焊接多层才材料后厚度变化的结构。

    （4）环保，无污染  作为一种固相连接方法，搅拌摩擦焊焊前和焊接过程中对环境没有污染。焊前工件不需要进行严格的表面清理，焊接过程中的摩擦和搅拌可以去除焊件表面的氧化膜，且无烟尘和飞溅，噪音小。

      同时，随着搅拌摩擦焊技术的不断深入，其缺点也在逐步被发现及改进，具体不足有以下三个方面：

     （1）装夹要求高  固定搅拌头需要特定的夹具；被焊工件必须刚性固定，防止焊接过程中焊间隙变大；被焊工件的背面必须有垫板，防止焊缝塑性金属塌陷、焊穿。

     （2）参数不易选  焊接工具的设计、工艺参数及力学性能只针对较小范围，一定厚度的合金适用。当焊接工艺参数选择不当时，焊缝会产生一些在熔化焊接过程中不会出现的缺陷，如飞边、沟槽、隧道等缺陷。

     （3）其他  焊针退时会在焊缝末端留下一个小孔，在大多数情况下，只能用其他焊接方法填充小孔；受焊缝方向的限制，在需要使用手提焊机的情况下，不适合采用搅拌摩擦；不锈钢等高熔点金属材料及复合材料的焊接有待于进一步的试验研究、拓展应用。

     近些年来，为了弥补上述的不足，研究人员发明了很多新的搅拌焊接方法，如激光辅助搅拌摩擦焊，无匙孔搅拌摩擦焊，复合搅拌摩擦焊等。