搅拌摩擦焊技术
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。
搅拌摩擦焊工艺
搅拌摩擦焊工艺搅拌摩擦焊（Friction Stir Welding，简称FSW）是一种无焊接熔化的固态焊接技术，由英国剑桥大学的Thomas W. Thomas于1991年首次提出。
相比传统的熔化焊接方法，搅拌摩擦焊具有许多优点，如焊接强度高、焊缝外观美观等，因此在航空航天、汽车制造等领域得到了广泛应用。
搅拌摩擦焊的工艺流程相对简单，主要包括预装夹紧、搅拌摩擦焊接和冷却三个阶段。
首先，需要将两个待焊接的工件通过夹具夹紧，以确保焊接过程中的稳定性。
然后，通过高速旋转的搅拌钎具将焊接面加热至软化温度，同时施加一定的压力。
搅拌钎具的旋转和推进运动将焊接面上的金属材料搅拌在一起，从而实现焊接。
最后，待焊接的区域冷却后，焊缝形成，焊接过程完毕。
搅拌摩擦焊的工艺特点主要包括以下几个方面：1. 无熔化：搅拌摩擦焊是一种固态焊接方法，焊接过程中不产生熔化现象，避免了传统焊接方法中可能产生的气孔、夹杂物等缺陷，提高了焊缝的质量。
2. 焊接强度高：搅拌摩擦焊焊接产生的焊缝表面光滑，焊缝强度高，可以达到甚至超过基材的强度。
3. 焊接速度快：搅拌摩擦焊的焊接速度通常较快，可以在短时间内完成大面积焊接，提高了生产效率。
4. 适用性广：搅拌摩擦焊适用于多种金属材料的焊接，包括铝合金、镁合金、钛合金等，具有较好的通用性。
5. 环保节能：搅拌摩擦焊过程中不需要额外的填充材料和保护气体，无烟尘产生，减少了对环境的污染，同时节约了能源。
搅拌摩擦焊工艺在航空航天、汽车制造等领域得到了广泛应用。
例如，航空航天领域的发动机和机身结构常采用铝合金材料进行制造，而搅拌摩擦焊可以有效地实现铝合金的焊接，提高了零部件的性能和可靠性。
汽车制造领域中，搅拌摩擦焊可以用于车身结构、悬挂系统等部件的焊接，提高了汽车的安全性和耐久性。
尽管搅拌摩擦焊具有许多优点，但也存在一些挑战和局限性。
首先，搅拌摩擦焊的设备成本较高，需要专门的设备来实现焊接。
其次，对于某些材料，如高碳钢、不锈钢等，搅拌摩擦焊效果不理想，难以实现高质量的焊接。
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。
铝合金搅拌摩擦焊工艺
铝合金搅拌摩擦焊工艺铝合金搅拌摩擦焊是一种先进的焊接技术，具有高效、节能、环保等优点。
本文将详细介绍铝合金搅拌摩擦焊工艺的各个环节，帮助读者更好地了解这一技术。
一、焊接准备在进行铝合金搅拌摩擦焊之前，需要进行充分的焊接准备。
这包括检查工件表面的油污、锈迹等杂质，确保工件表面干净整洁。
同时，需要准备好搅拌头、焊机、夹具等焊接工具，并对工具进行必要的检查和调整。
二、装配铝合金搅拌摩擦焊的装配过程需要严格按照工艺要求进行。
首先，要将工件放置在夹具中，确保工件的位置和角度正确。
然后，根据焊接工艺要求，选择合适的搅拌头，并将其插入到工件中。
在装配过程中，需要保证搅拌头的稳定性和准确性，避免出现偏移或倾斜现象。
三、搅拌头插入搅拌头的插入是铝合金搅拌摩擦焊的关键步骤之一。
在插入过程中，需要控制好搅拌头的插入深度和角度，确保其与工件表面紧密贴合。
同时，要避免搅拌头与工件表面产生过大的摩擦力，以免造成工件表面损伤或搅拌头损坏。
四、搅拌摩擦在进行搅拌摩擦时，需要控制好搅拌头的旋转速度和压力，使焊缝处的材料充分流动和混合。
同时，要控制好焊接温度，避免出现过热或冷却不均匀现象。
在搅拌摩擦过程中，还需要注意搅拌头的磨损情况，及时更换磨损严重的搅拌头。
五、焊接过程控制铝合金搅拌摩擦焊的过程控制是保证焊接质量的关键。
在焊接过程中，需要实时监测焊接温度、压力、旋转速度等参数，并根据实际情况进行调整。
同时，要严格控制焊接时间，确保焊缝处的材料充分熔化和混合。
在焊接过程中，还需要注意防止外部因素对焊接质量的影响，如振动、污染等。
六、焊后处理铝合金搅拌摩擦焊完成后，需要进行必要的焊后处理。
这包括对焊缝进行冷却、去除焊渣、对焊缝进行修整等。
在冷却过程中，要控制好冷却时间和方式，避免出现裂纹等现象。
同时，需要去除焊缝表面的焊渣和氧化物，修整焊缝的形状和尺寸，使其符合工艺要求。
七、质量检测质量检测是保证铝合金搅拌摩擦焊接质量的必要环节。
检测内容包括外观检测、无损检测、力学性能检测等。
搅拌摩擦焊技术
搅拌摩擦焊技术
1. 搅拌摩擦焊是熔接金属材料的无焊接方法,它对厚度较厚的工件,尤其是对零件中
厚度变化较大的坡口连接,效果更佳,也比剪切连接更可靠。
搅拌摩擦焊技术通过将原料金
属摩擦加热而使之融合。
搅拌摩擦焊结合了摩擦焊的融合金属诱导和搅拌的大量焊接固
溶效果的优点，神始看到应用更加广泛，已经成功应用于航空航天、汽车、船舶等领域。
2. 搅拌摩擦焊技术可分为三大部分：物料准备与预处理、搅拌摩擦焊系统与参数控
制和处理后台检验等。
其中物料准备与预处理包括材料选择、清理、切割、锻造等；搅拌
摩擦焊系统与参数控制部分要根据不同材料来确定一系列熔接参数，控制摩擦焊系统；处
理后台检验部分需要进行超声波探伤、熔合区显微组织分析以及力学性能检测。
3. 搅拌摩擦焊技术有很多优点，其中最重要的是可以节省焊材，并且可以达到同种
金属材料熔接更佳的效果。
此外，搅拌摩擦焊技术还可以减少工件对焊接产生的受损，也
可以大大节约工序耗费的时间。
4. 搅拌摩擦焊技术在焊接应用中也有一些问题需要重视，其中最大的问题就是冷锤
在熔接区附近残留的块状熔接金属，这些块状熔接金属的残留会影响熔接的强度和密封性，从而增加故障率。
另外，在搅拌摩擦焊中摩擦力的控制也非常重要，过大的摩擦力会使焊
接的温度偏高，容易造成焊接变形或脆性断开。
5. 搅拌摩擦焊技术是一种新型的熔接技术，在实际应用中要根据不同材料来制定适
当的焊接工艺参数，控制摩擦力等要素，从而获得高质量的焊接。
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。
铝合金搅拌摩擦焊工艺 -回复
铝合金搅拌摩擦焊工艺-回复铝合金搅拌摩擦焊工艺- 实现材料的高质量连接引言：铝合金是一种常用的轻质金属材料，具有优良的导热性、强度和耐腐蚀性。
在制造行业中，铝合金的应用越来越广泛，但如何高效地连接铝合金成为一个关键问题。
在铝合金的焊接方法中，搅拌摩擦焊技术因其特殊的优点而备受关注。
本文将一步一步地介绍铝合金搅拌摩擦焊工艺，以及其关键步骤和优势。
第一部分：搅拌摩擦焊的原理和过程搅拌摩擦焊是一种通过搅拌和摩擦热来实现材料结合的焊接方法。
其过程中，焊接头两侧的铝合金被高速旋转的锥形工具搅拌并加热，随着摩擦的增加，金属温度升高，导致其柔韧性增加。
当达到一定的温度时，焊接头被渐渐挤压，使得金属层之间发生冷焊结合。
同时，由于搅拌的缘故，焊接头中的金属颗粒得到细化，从而提高了焊接接头的强度和密实性。
第二部分：铝合金搅拌摩擦焊工艺步骤1. 材料准备：选择合适的铝合金材料，并确保其表面清洁和无油污。
2. 设计焊接接头：确定焊接接头的几何形状和尺寸，以及焊接参数。
3. 定位和装夹：将两个要焊接的铝合金零件放置在焊接设备上，并通过合适的夹具进行固定。
4. 焊接温度和力控制：根据材料性质和焊接要求，设定合适的旋转速度和下压力。
5. 开始搅拌：启动设备，使工具开始旋转并加热焊接区域，同时向下施加一定的压力。
6. 加热和搅拌：搅拌头的高速旋转和下压力会加热金属，并使其产生塑性变形，从而实现冷焊结合。
7. 结束焊接：在达到焊接要求后，停止旋转和施加压力，留出一定的冷却时间。
8. 检测和质量控制：使用非破坏性和破坏性测试方法来检测焊接接头的质量，确保其达到要求。
第三部分：铝合金搅拌摩擦焊的优势1. 高质量：搅拌摩擦焊可以消除气孔、热裂纹等焊接缺陷，实现金属材料的高质量连接。
2. 高效率：相较于传统的焊接方法，搅拌摩擦焊不需要额外的填充材料和气体保护，节省了时间和成本。
3. 环保：搅拌摩擦焊过程中无需使用焊接剂或保护气体，减少了对环境的污染。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
搅拌摩擦焊技术鲍雷（黄山学院机电学院，安徽，黄山，245000）摘要：搅拌摩擦焊（Friction Stir Welding,简称FSW）是英国焊接研究所（The Welding Institute）于1991年发明的专利焊接技术。
搅拌摩擦焊除了具有普通摩擦技术的优点外，还可以进行多种接头形式和不同焊接位置的连接。
本文论述了搅拌摩擦焊的基本原理、特点和发展现状。
关键词：搅拌摩擦焊；基本原理；特点；发展现状Friction Stir WeldingBaoLei(School of mechanical engineering of Huangshan University，Anhui，Huangshan 245000,China) Abstract:Friction Stir Welding(Friction Stir Welding, referred to as FSW) is the Welding Research Institute of England (The Welding Institute) in 1991 invention patent welding technology. Friction stir welding besides the advantages of conventional friction technology, can also be used for a variety of different position of welding joints and connections. This paper discusses the basic principle, characteristics and development status of friction stir welding.Key words:Friction Stir Welding;fundamental;characteristic;development situation摩擦焊是利用工件端面相互运动、相互摩擦所产生的热，使端部达到热塑性状态，然后迅速顶锻，完成焊接的一种方法。
摩擦焊可以方便地连接同种或异种材料，包括金属、部分金属基复合材料、陶瓷及塑料。
摩擦焊方法在制造业中已应用40多年了，由于其生产率高、质量好获得了广泛的工程应用，但焊接的对象主要是回转形零件，虽然也有其它形式的摩擦焊技术出现，以克服被焊工件几何形状的限制或提高生产率，如相位摩擦焊、径向摩擦焊、线性摩擦焊等，但实际应用很少。
最近还出现了摩擦堆焊，在工件上形成特殊性能的表面层。
1、搅拌摩擦焊的基本原理搅拌摩擦焊方法与常规摩擦焊一样。
搅拌摩擦焊也是利用摩擦热与塑性变形热作为焊接热源。
不同之处在于搅拌摩擦焊焊接过程是由一个圆柱体或其他形状（如带螺纹圆柱体）的搅拌针(welding pin)伸入工件的接缝处，通过焊头的高速旋转，使其与焊接工件材料摩擦，从而使连接部位的材料温度升高软化。
同时对材料进行搅拌摩擦来完成焊接的。
焊接过程如图1[1]所示。
在焊接过程中工件要刚性固定在背垫上，焊头边高速旋转。
边沿工件的接缝与工件相对移动。
焊头的突出段伸进材料内部进行摩擦和搅拌，焊头的肩部与工件表面摩擦生热，并用于防止塑性状态材料的溢出，同时可以起到清除表面氧化膜的作用。
在焊接过程中，搅拌针在旋转的同时伸入工件的接缝中，旋转搅拌头（主要是轴肩）与工件之间的摩擦热，使焊头前面的材料发生强烈塑性变形，然后随着焊头的移动，高度塑性变形的材料逐渐沉积在搅拌头的背后，从而形成搅拌摩擦焊焊缝。
搅拌摩擦焊对设备的要求并不高，最基本的要求是焊头的旋转运动和工件的相对运动，即使一台铣床也可简单地达到小型平板对接焊的要求。
但焊接设备及夹具的刚性是极端重要的。
搅拌头一般采用工具钢制成，焊头的长度一般比要求焊接的深度稍短。
应该指出，搅拌摩擦焊缝结束时在终端留下个匙孔。
通常这个匙孔可以切除掉，也可以用其它焊接方法封焊住。
针对匙孔问题，已有伸缩式搅拌头研发成功，焊后不会留下焊接匙孔。
FSW 焊接不需要焊前处理, 可以焊接厚度1. 2~ 50mm, 铝合金常用对接最优厚度达 1. 6 ~ 10 mm,特殊搭接厚度为 1. 2~ 6. 4 mm, 如果厚度达100mm,则可以进行双面焊接[ 2]。
图 2 所示为75mm 6082 焊接接头。
图1、搅拌摩擦焊原理图2、75mm 厚6082铝合金双面FSW 焊接横剖面图2、特点搅拌摩擦焊在焊接过程中不需要其它焊接消耗材料，如焊条、焊丝、焊剂及保护气体等。
唯一消耗的是焊接搅拌头。
搅拌摩擦焊是一种新型的固态塑化连接方法, 比传统焊接方法有明显的技术优势。
由于产生的最高温度一般低于材料熔点的80%[3], 因此搅拌摩擦焊接避免了溶化焊接所带来的缺陷; 焊接后具有细化的锻造组织, 接头组织的晶粒细小、焊接性能良好; 焊接后结构的残余应力或变形很小。
而且焊接过程中也不需要其它焊接消耗材料, 对环境的污染极小, 无烟尘和飞溅, 噪音很低; 适合于实现自动化焊接。
在对接接头中,由于焊接方法的优越性, 搅拌摩擦焊对焊接接头形状、清洁度以及接头装配间隙均要求不太高; 如搅拌摩擦焊对焊接时在接头间隙量为工件厚度的10%时, 同样可以得到优良的焊接接头。
搅拌摩擦焊适于连接同质或异质的多种结构材料,如: 铝、镁、铜、铁、钛等多种合金材料和热塑材料, 尤其适于连接常规焊接工艺难以焊接的高强铝合金、铝锂合金、钛合金等航宇材料的焊接。
目前搅拌摩擦焊主要是用在熔化温度较低的有色金属, 如Al、Cu等金属。
搅拌摩擦焊可以应用于对接、搭接、丁字形接等多种接头形式的焊接, 如: 对接和搭接复合接头、多片T形对接、双片内角对接等等; 大大提高了焊接接头的力学性能, 消除了熔焊时容易产生的气孔、夹杂、凝固裂纹等多种缺陷。
3、发展现状搅拌摩擦焊(Friction Stir Welding 简称FSW)是英国焊接研究所(TWI)于1991年10月提出的发明专利[4、5]。
搅拌摩擦焊工艺最初主要用于解决铝合金等低熔点材料的焊接，关于搅拌摩擦焊工艺的特点和应用等，TWI进行了较多的研究，并于1993年、1995年分别申请了专利。
TWI主要是与航空航天、海洋、道路交通、铝材厂、焊接设备制造厂等大公司联合，以团体赞助或合作的形式开发这种技术，扩大其应用范围。
美国的爱迪生焊接研究所(Edison welding Institute，简称EWI)与TWI密切协作，也在进行FSW工艺的研究。
美田的美国洛克希德·马丁航空航天公司、马歇尔航天飞行中心、美国海军研究所、Dartmouth大学、得克萨斯大学、阿肯色斯大学、南卡罗利纳大学、德国的Stuttgart大学、澳大利巫的Adelaide大学、澳大利驱焊接研究所等都从不同角度对搅拌摩擦焊进行了专门研究。
搅拌摩擦焊工艺是自激光焊接问世以来最引人注目的焊接方法。
它的出现将使铝合金等有色金属的连接技术发生重大变革。
用搅拌摩擦焊方法焊接铝合金取得了很好的效果。
搅拌摩擦焊有着很好的技术优点,如成本/ 长度仅为熔焊的65.4%[6], 搅拌摩擦焊的研究将会继续深入。
随着人们对搅拌摩擦焊技术认识的提高, 预计在不远的将来, 铝合金材料的连接将主要由搅拌摩擦焊来完成, 尤其在运载火箭、铝合金高速列车、铝合金高速快船、全铝合金汽车等项目中搅拌摩擦焊技术将会占主导地位。
现如今在英、美等国正进行锌、铜、钛、低碳钢、复合材料等的搅拌摩擦焊接。
搅拌摩擦焊在航空航天工业领域有着良好的应用前景。
(1)搅拌头搅拌头的成功设计是把搅拌摩擦焊应用在更大范围的材料和焊接更宽的厚度范围的关键。
下面主要讨论一下搅拌头的发展现状．一般说来，搅拌头包括两部分：搅拌探头和轴肩，而搅拌头的材料通常都采用硬度远远高于被焊材料的材料制成，这样能够在焊接过程中将搅拌头的磨损减至最小。
在初期，搅拌头形状的合理设计是获得良好机械性能焊缝的关键。
关于搅拌头的发展主要集中在两个方面：一个是带螺纹的搅拌头，一个是带三个沟槽的搅拌头。
本质上，这两种搅拌探头都设计成锥体，大大减少了相同半径圆柱体搅拌探头的材料卷出量，一般说来，带三沟槽的搅拌探头减小了70%，而带螺纹的搅拌探头减小了60%。
如果使用一个确定的较小直径的搅拌探头，锥形搅拌探头比圆柱形搅拌探头更容易进入焊件而通过塑性材料，并且减小了搅拌头的应力集中和断裂可能性。
(2)研究现状搅拌摩擦焊在铝合金上的应用越来越广泛，研究也越来越深入。
不仅涉及到各种同种材料的焊接，还研究了大范围的异种铝合金的焊接．铝合金的焊接厚度范围从1mm 到75mm。
对铝台金焊接接头的腐蚀性能、力学性能、组织结构都进行了大量的研究。
搅拌摩擦焊广泛应用于6061A1/2024A1、2024A1/Ag、2024A1/Cu、6061AI/cu，甚至还适用于6061AI+20%A1203/铸铝合金A339+10%SiC等合金。
2002年，在中国航空工业集团-北京航空制造工程研究所与英国焊接研究所共同签署关于搅拌摩擦焊专利技术许可、技术研发及市场开拓等领域的合作协议的基础上，中国第一家专业化的搅拌摩擦焊技术授权公司——中国搅拌摩擦焊中心即北京赛福斯特技术有限公司成立，标志着搅拌摩擦焊技术在中国市场的研发及工程应用工作的正式开启。
搅拌摩擦焊作为一种多学科交汇的新方法，可以发展出纵缝焊接、环缝焊接、无匙孔焊接、变截面焊接、自支撑双面焊接、空间3D曲线焊接、搅拌摩擦点焊、回填式点焊、搅拌摩擦焊表面改性处理、搅拌摩擦焊超塑性材料加工等多种连接加工方法和技术。
历经近十年的快速发展，赛福斯特公司已成功开发了60余套搅拌摩擦焊设备，将搅拌摩擦焊技术应用于我国航空、航天、船舶、列车、汽车、电子、电力等工业领域中，创造了可观的社会经济效益，为铝、镁、铜、钛、钢等金属材料提供了完美的技术解决方法，为国内外用户提供了不同类型、不同用途的搅拌摩擦焊工业产品加工，包括：航天筒体结构件、航空薄壁结构件、船舶宽幅带筋板、高速列车车体结构、大厚度雷达面板、汽车轮毂、集装箱型材壁板、各种结构散热器及热沉器等。
4、结束语（1）搅拌摩擦焊是一种新型的革命性的焊接方法，可以焊接所有牌号的铝合金、轻金属以及熔焊方法难以焊接的材料，并突破了普通摩擦焊对轴类零件的限制。
（2）搅拌摩擦焊没有熔化焊时的气孔、裂纹等缺陷。
（3）搅拌摩擦焊的接头性能普遍优于熔化焊的，对于熔化焊有困难的材料尤为明显。
参考文献：[1]栾国红.搅拌摩擦焊在中国的发展[J].电焊机，2004，（1）:09.[2]Sanderson A,Punshon C S. Advanced welding processes for fusion reactor fabircation[ J] . Fusion Engineering and Design ,2000,49: 77~8 7.[3]汪建华,姚舜,魏良武,戚新海.搅拌摩擦焊接的传热和力学计算模型[J].焊接学报，2000,21（4）：61-64.[4] Thomas W M,Nicholas E D,Needham J C,et al.Improvements relating to frictionwelding(TWI)[C].European Patent Specification 0 615 480 B1.[5]Midling O T,Morley E J,Sandvik A.Friction stir welding(Norsk Hydro,rightstransferred to TWI)[C].European Patent Application 959 078 88.2.[6]章霞译.搅拌摩擦焊VS.熔焊[J].现代焊接,2006,41(5):20-21.。