搅拌摩擦焊的原理及其应用
搅拌摩擦焊的特点及应用
搅拌摩擦焊的特点及应用搅拌摩擦焊是一种利用摩擦加工热和塑性变形原理实现的焊接方法。
它的特点在于焊接过程中不使用传统的焊接热源，而是通过直接对工件施加摩擦力来产生焊接热量。
下面将分别从特点和应用两个方面对搅拌摩擦焊进行详细介绍。
搅拌摩擦焊的特点如下：1. 无熔化和溶合：搅拌摩擦焊不需要熔化焊接材料，而是通过摩擦热和塑性变形来实现焊接。
因此，焊接过程中没有熔化和溶合现象，可以避免焊接材料的氧化、烧损和变质。
同时，焊接接头的化学成分保持不变，焊接区域不会出现气孔和夹杂物。
2. 低热输入和变形小：搅拌摩擦焊的焊接热输入相对较低，对于焊接材料的热影响区域较小。
因此，焊接过程中产生的热应力和残余应力较小，可以有效控制焊接接头的变形。
此外，由于焊接过程中材料处于固态状态，不会出现晶粒长大和固溶体析出的问题。
3. 高焊接质量和可靠性：由于搅拌摩擦焊焊接过程中不会出现气孔、夹杂物和缺陷等问题，因此焊接接头的质量较高。
同时，由于焊接接头的机械性能与基材的一致性较好，焊缝区域的强度通常高于基材的强度。
对于特殊材料，如铝合金、镁合金等，搅拌摩擦焊能够实现高强度焊接，提高焊接接头的可靠性。
4. 适应范围广：搅拌摩擦焊适用于多种材料的焊接，包括金属和非金属材料。
金属材料如铝合金、镁合金、钢材等可以通过搅拌摩擦焊实现焊接。
非金属材料如塑料、复合材料、陶瓷等也可以进行搅拌摩擦焊。
这种特性使得搅拌摩擦焊在航空航天、汽车制造、轨道交通等领域具有广阔的应用前景。
搅拌摩擦焊的应用主要包括以下几个方面：1. 铝合金焊接：铝合金是航空航天和汽车等行业常用的材料，传统焊接方法在焊接铝合金时存在困难。
而搅拌摩擦焊能够实现高强度、无缺陷的铝合金焊接，因此被广泛应用于铝合金结构件的制造。
2. 钢材焊接：搅拌摩擦焊也可以用于焊接钢材。
虽然钢材的焊接温度较高，但由于搅拌摩擦焊的热输入较低，因此不会产生较大的热影响区域和热应力。
同时，焊接接头的力学性能较好，适用于特殊场合对焊接接头强度和可靠性要求较高的钢材焊接。
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。
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。
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。
fsw搅拌摩擦焊接的原理和应用
FSW搅拌摩擦焊接的原理和应用1. 原理介绍搅拌摩擦焊接（Friction Stir Welding，简称FSW）是一种高效的固态焊接技术，它的原理是利用摩擦热产生塑性变形并将材料连接在一起。
相比传统的熔化焊接技术，FSW避免了熔化材料的过程，从而消除了熔渣、气孔和焊缝变质等焊接缺陷。
该技术适用于多种材料的焊接，包括铝合金、镁合金、钛合金和铜等。
FSW焊接过程中，焊接头部分被焊接工具（通常是一个非常坚硬的圆柱形肩部和一个细长的针尖部分组成）沿着焊接拼接线旋转前进。
焊接工具施加在焊接接头上的轴向压力使接头产生塑性变形。
焊接过程伴随着摩擦热的产生，使材料局部发生非等温塑性变形。
随着焊接工具的前进，焊接接头在塑性变形的影响下形成连续的焊缝。
2. 搅拌摩擦焊接的优势FSW具有以下几个优势，使其在各个工业领域中得到广泛应用：2.1 强度高由于焊接过程中没有液态的熔池，FSW焊接接头的晶粒不会因为快速冷却而变细，从而保持了较高的强度。
热影响区（Heat Affected Zone，HAZ）也较窄，减少了焊接接头的热损害。
2.2 减少焊接缺陷FSW既避免了熔化过程中可能产生的气孔、熔渣等缺陷，又减少了焊缝区的变质现象。
焊接接头的质量得到有效保证。
2.3 适用于不同材料的焊接FSW广泛适用于铝合金、镁合金、钛合金、铜等多种材料的焊接。
无论是相似材料的焊接，还是异种材料的焊接，FSW都能得到良好的焊接质量。
2.4 生产效率高FSW焊接速度相对较快，通常比传统熔化焊接技术要高，可以大大提高生产效率。
同时，焊接过程中无需使用惰性气体保护，避免了气体保护系统的成本和复杂性。
3. 搅拌摩擦焊接的应用领域FSW技术在众多领域中得到了应用，以下列举了几个典型的应用领域：3.1 航空航天工业在航空航天领域，铝合金被广泛应用于制造飞机结构。
如机翼、蒙皮和座椅等。
FSW技术可以实现这些结构件的焊接，提高了结构的强度和可靠性。
3.2 汽车制造FSW技术在汽车制造中的应用主要集中在车身板件焊接。
搅拌摩擦焊工艺及其应用
搅拌摩擦焊工艺及其应用1 搅拌摩擦焊的定义与原理搅拌摩擦焊是一种非常新颖的金属连接技术，其原理是将金属材料在高速旋转的条件下不断挤压与摩擦热而使金属材料发生塑性变形进而在次冷却时形成均匀的焊缝。
搅拌摩擦焊是一种采用振荡摩擦进行的钎焊技术。
摩擦过程中，金属材料被强制变形，形成皱纹和复杂的微细组织结构，这就是焊接区域。
这一过程不需要额外的附加材料，因此也被称为固态钎焊。
搅拌摩擦焊的原理是通过搅拌和摩擦的相互作用，为金属轴套表面提供局部加热来处理金属本身。
在摩擦过程中，摩擦产生的热量会使金属材料温度升高，而旋转工具逐渐伸进焊缝，在相对运动的作用下，产生了强烈的塑性变形以及显著的变形应变。
在形成初期焊缝时，相对运动引起的压力会把材料从环形清隙中抽出，形成时生成混味均匀的焊接界面。
这些过程中摩擦加热导致局部熔化，接长和冷却会使金属变形，并形成一个均匀的、与母材相似的焊缝。
2 搅拌摩擦焊的工艺流程及其特点2.1 搅拌摩擦焊的工艺流程（1）工件准备：首先需要准备待焊接的工件。
工件通常是板材、管材、棒材等形状，可以是相同材质，也可以是不同材质。
（2）夹紧工件：将工件夹紧在专用的工件夹具中，以保证工件在搅拌摩擦焊过程中不会移动或震动。
（3）起始摩擦：在工件接头处的摩擦面上施加旋转摩擦力，使工件表面熔融并形成可焊接的状态。
（4）搅拌摩擦：在不断施加旋转摩擦力的情况下，摩擦头沿着工件的接合面移动，搅拌工件的金属组织，从而形成焊接。
（5）升温保压：在搅拌摩擦焊完成后，保持摩擦头的位置不动，使焊缝部位升温到一定程度，再施加一定的保压力，使焊缝固化。
（6）退火处理：对焊接完成后的工件进行退火处理，可以进一步提高焊接质量和性能。
2.2 搅拌摩擦焊的特点（1）搅拌摩擦焊是一种无焊接接头凸出、无端部凸出的焊接方法，焊缝起伏很小，对焊接部件外观和尺寸精度要求较高的场合比较适用。
（2）搅拌摩擦焊过程中没有明显的电弧和喷溅现象，不需要额外的保护气体，易于操作。
焊接工艺中的摩擦搅拌焊技术
焊接工艺中的摩擦搅拌焊技术摩擦搅拌焊技术在焊接工艺中的应用摩擦搅拌焊（Friction Stir Welding，FSW）技术，作为一种新兴的焊接工艺，正在逐渐得到人们的关注和认可。
它的出现不仅改变了传统焊接方法，还带来了许多优势和创新。
本文将从摩擦搅拌焊技术的原理、应用范围和未来发展等方面，探讨其在焊接工艺中的重要性和价值。
一、摩擦搅拌焊技术的原理摩擦搅拌焊技术是一种无熔区焊接方法，它利用回转的焊接工具，通过摩擦加热和搅拌的作用，将金属板材相互连接。
其原理主要包括以下几个方面：1. 摩擦加热：焊接工具通过与工件的摩擦产生热量，将工件表面加热至可塑性温度，但不达到熔点。
这种无熔区的加热方式是摩擦搅拌焊的特点之一。
2. 塑性流动：在摩擦作用下，金属材料开始发生塑性变形，产生较强的流动性，但保持了原有的晶体结构。
通过搅拌工具的旋转和推进，工件的材料被搅拌成连续的焊接接头。
3. 冷却固化：在搅拌过程中，焊接接头由于摩擦加热而达到可塑性状态，但在离开焊接工具后，温度迅速下降，接头被固化为连续的金属接合部分。
二、摩擦搅拌焊技术的应用范围摩擦搅拌焊技术以其独特的焊接原理和优异的性能，广泛应用于不同材料的焊接领域。
其主要应用范围包括以下几个方面：1. 航空航天领域：摩擦搅拌焊技术可以用于航空航天器件的连接，例如飞机翼板、舱壁、涡轮发动机叶片等。
这种焊接方法能够减少热输入，提高焊接质量和强度，减小了焊接变形和应力集中的问题。
2. 轨道交通领域：摩擦搅拌焊技术可以应用于轨道交通车辆的制造和维修。
例如，高铁列车的车体焊接、地铁车辆的连接等。
由于摩擦搅拌焊能够避免焊接变形和减小焊接缺陷，因此能够提高车辆的运行平稳性和安全性。
3. 汽车制造领域：摩擦搅拌焊技术可以应用于汽车车身的焊接。
与传统的焊接方法相比，摩擦搅拌焊能够提供更强的接头强度和密封性，同时还能够降低噪音和振动，提高车身的刚性和安全性。
4. 电子设备领域：摩擦搅拌焊技术可以用于电子设备的组装和连接。
- 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)。
搅拌摩擦焊的原理及其应用
摘要：摩擦焊是利用焊件接触面之间的相对摩擦运动和塑性变形所产生的热量使接触面及附近区域的材料达到热塑性状态，通过两侧材料间的相互扩散和动态再结晶而完成焊接，文章分析了搅拌摩擦焊的工作原理，并论述了其相关的应用。
关键词：搅拌摩擦焊焊接变形焊接工艺
引言
搅拌摩擦焊是英国焊接研究所发明的新型固态塑化焊接技术，是世界焊接技术发展史上自发明到工业应用时间跨度最短并且发展最快的一项连接技术。
搅拌摩擦在材料的熔点以下进行，属于固相焊接，因此可以避免熔化焊所产生的气孔、裂纹、变形和氧化等问题。
更重要的是焊接加热温度低，使焊接接头软化程度得到减轻，性能得到改善。
搅拌摩擦焊在国外铝合金车体制造方面得到了一定的应用，日本、法国、德国、瑞典等国车辆制造商己经采用搅拌摩擦焊技术制造列车车体，焊接接头性能得到改善，效果良好。
国内搅拌摩擦焊在铁道车辆制造方面的应用尚属空白。
文章分析了搅拌摩擦焊的工作原理，并论述了其相关的应用。
1 搅拌摩擦焊的工作原理及特点
搅拌摩擦焊接时，搅拌头一边高速旋转，一边沿着焊接方向前进，焊接过程中，搅拌头轴肩与被焊工件表面摩擦产生热量使工件达到塑性状态，塑性状态的金属在搅拌头旋转压力的挤压作用下，沿搅拌针从前进侧被搅拌到后退侧，随着搅拌头的移动，高度塑性变形的金属流向搅拌头的后部，冷却后形成焊缝。
在实际工作中，搅拌摩擦焊的焊核由于受到搅拌头的高速旋转挤压作用，该区原始的组织晶粒被搅拌破碎，同时在轴肩与母材摩擦产生的热作用下，发生动态再结晶，由母材轧制状组织变为细小的等轴晶。
热机械影响区在搅拌头的高速旋转作用下发生明显塑性变形，受到的摩擦热低于焊核，不足以使组织发生再结晶，因此只发生部分长大。
热影响区在热循环作用下，组织晶粒发生二次长大，该区组织明显粗化，甚至比母材还粗大。
焊接时搅拌头缓慢插入母材中，摩擦头的轴肩与板材的表面紧密接触并压入一定深度。
焊接时摩擦头高速旋转并沿待焊板材的接缝向前运动。
摩擦头的轴肩、搅拌针与试件摩擦生热，产生的摩擦热使搅拌针周围金属处于热塑性状态。
在摩擦搅拌过程中轴肩一方面提供了大部分的摩擦热，另一方面轴肩的下压作用防止了塑性状态金属的溢出，搅拌针前方塑性状态下的金属在摩擦头的驱动下向后方流动。
在搅拌头的摩擦搅拌作用下，搅拌针周围的材料形成塑性层，从而形成了搅拌摩擦焊焊缝，使待焊件焊为一个整体。
同时，因为搅拌摩擦焊焊接温度在铝合金熔点以下，使其与普通熔化焊有不同的本质，相应地带来了一系列优点：
（1）多种材料混合焊。
搅拌摩擦焊作为一种固相连接方法，几乎能够焊接所有的铝合金材料，包括那些难于用熔化焊方法连接的高强铝合金材料，随着搅拌摩擦焊焊接工具的开发和焊接技术的发展，搅拌摩擦焊技术己能够焊接其它有色金属，如铅、锌、镁及镁合金、铜及铜合金、钦合金，甚至能够用于焊接不锈钢、低碳钢等黑色金属。
（2）不受接头形式的限制。
搅拌摩擦焊可以进行多种接头形式的焊接，如对接接头、搭接接头、角接接头及T形接头等。
搅拌摩擦焊也适用于环形、圆形、非线性和立体焊缝。
由于重力对这种固相焊接方法没有影响，搅拌摩擦焊可以用于全位置焊接，如横焊、立焊、仰焊、环形轨道自动焊等。
搅拌摩擦焊已经成功地焊接了星际(宇宙)飞行器铝合金燃料箱的纵向对接焊缝和环形搭接焊缝。
2 搅拌摩擦焊的应用方向
搅拌摩擦焊也是利用摩擦热作为焊接热源的一种固相连接方法，但与常规摩擦焊有所不同。
在进行搅拌摩擦焊接时，首先将工件牢牢地固定在工作平台上，然后，搅拌焊头高速旋转并将搅拌焊针插入工件的接缝处，直至搅拌焊头的肩部与工件表面紧密接触，搅拌焊针高速旋转与其周围母材摩擦产生的热量和搅拌焊头的肩部与工件表面摩擦产生的热量共同作用，使接缝处材料温度升高而软化，同时，搅拌焊头边旋转边沿着接缝与工件作相对运动，搅拌焊头前面的材料发生强烈的塑性变形。
随着搅拌焊头向前移动，高度塑性变形的材料被挤压到搅拌焊头的背后，肩部所施加的锻造力使接缝处的变形金属通过相互扩散与再结晶而牢固地结合在一起，从而完成搅拌摩擦焊接过程。
在焊接过程中，搅拌焊头具有与其周围材料摩擦产热、破碎工件表面氧化层、转移塑性流变材料等重要作用。
因而，搅拌焊头是搅拌摩擦焊技术的核心，其结构设计决定了整个焊接过程的各个工艺参数和焊缝的质量。
英国焊接研究所不断改进搅拌焊头的结构设计，已经开发出多种新型搅拌焊头。
改进后的搅拌焊头，其焊针采用特殊的结构形状，并优化搅拌焊头的肩部设计，能够使焊接区内摩擦产生热量提高，更加有利于塑性流变材料在搅拌焊针的周围流动，有利于焊件表面的氧化膜的破碎并使其在焊接区内弥散分布，可以实现在相对较高的焊接速度下焊接较厚的板材。
随着搅拌摩擦焊的发展，其应用领域主要可以概括为如下几个方面：
（1）航空工业：目前搅拌摩擦焊技术己用于轻质铝合金飞机的载重梁、地板、机身、机翼、蒙皮等结构件的焊接。
与过去常采用的铆接和机械加工相比，搅拌摩擦焊技术降低了制造成本，减轻了飞机的重量，因而搅拌摩擦焊在民用及军用飞机制造业具有很好的应用前景。
如美国航空领域正在使用搅拌摩擦焊技术将飞机蒙皮和翼梁、翼肋和纵向加强肋焊接在一起。
德国空中客车公司应用搅拌摩擦焊技术成功地焊接了空中客车机体及机翼结构。
（2）船舶工业：英国劳埃德船级社对船用搅拌摩擦焊技术进行了深入研究。
斯堪的纳维亚和日本的造船公司在船舶的结构制造过程中采用搅拌摩擦焊技术，也取得较满意的效果，如制造渔船上的冷藏箱板、高速货船的甲板、侧墙及船体的内部结构件。
采用搅拌摩擦焊技术拼接的大型中空复合型板材，由于热输入较低，焊缝的扭转变形小、焊接应力低，是熔化焊无法比拟的。
（3）铁路及公路：日本在1992年就开始研究在高速列车及地铁列车的结构制造过程中采用搅拌摩擦焊技术，目前己成功地将搅拌摩擦焊技术应用于制造高速列车的车身，搅拌摩擦焊制造汽车的底盘、大梁、车轮、油箱等结构的报导己屡见不鲜。
其它领域建筑桥梁、海岸设施、饮料啤酒罐、电气电机座、导电板、电接插件、电子设备的封装压力容器制造和液化气罐等结构件均有采用搅拌摩擦焊工艺的实例。
3 结语
摩擦焊是在外力作用下，利用焊件接触面之间的相对摩擦运动和塑性变形所产生的热量，使接触面及附近区域的材料达到热塑性状态，并产生适当的宏观塑性变形，通过两侧材料间的相互扩散和动态再结晶而完成焊接。
由于搅拌摩擦焊接技术具有的独特优点，自其问世以来，就受到了世界上主要工业化国家焊接界的重视。
参考文献：
[1]易奇.浅谈搅拌摩擦焊技术及应用[J].化工职业技术教育,2007,(1)
[2]搅拌摩擦焊接头性能[J].现代焊接,2006,(11):24-25
[3]王希靖.不锈钢搅拌摩擦焊的研究现状与发展趋势[J].现代焊接,2007,(2) [4]李红克等.铝合金平板搅拌摩擦焊接应力变形分析[J].焊接学报,2008,(2)。