搅拌摩擦焊在汽车工业中的应用浅析
摩擦搅拌接合技术在铁道车辆制造中应用的现状探究
摩擦搅拌接合技术在铁道车辆制造中应用的现状探究【摘要】：本文探究了摩擦搅拌接合技术在铁道车辆制造中的应用现状。
摩擦搅拌接合技术以其高效、无焊缝、无变形等特点，在铁道车辆制造中实现了轻量化、结构强度提升和能耗降低的目标。
本文对摩擦搅拌技术进行了介绍，阐述了铁道车辆制造中的传统焊接技术的问题，对摩擦搅拌接合技术在铁道车辆制造中的应用进行了探讨，希望通过研究可以进一步优化工艺参数、拓展应用范围，加强与其他连接技术的结合，推动铁道车辆制造技术的发展。
【关键词】：铁道车辆；摩擦搅拌；接合技术1、摩擦搅拌接合技术概述1.1定义和原理摩擦搅拌接合技术是一种固态连接技术，通过施加摩擦热和机械搅拌力实现金属材料的连接。
在该技术中，两个相互接触的材料表面通过高速旋转工具的摩擦热和机械搅拌力的作用下，发生塑性变形并形成连接界面。
由于摩擦热的作用，材料表面局部加热并变软，搅拌力将材料混合在一起形成连接，图1为摩擦搅拌结合技术。
图1摩擦搅拌结合技术图1.2发展历程摩擦搅拌接合技术最早于1991年由日本的TWI公司提出，并在航空航天领域得到了广泛应用。
随后，该技术逐渐在其他领域得到推广，包括铁道车辆制造。
经过多年的发展和研究，摩擦搅拌接合技术不断优化和完善，成为一种重要的连接技术。
1.3工艺参数和设备摩擦搅拌接合技术的工艺参数包括转速、下压力、搅拌头形状等。
这些参数的选择对连接质量和效率具有重要影响，需要根据具体材料和应用进行优化。
相关设备包括摩擦搅拌接合机床、搅拌头和控制系统等，如图2所示。
图2.摩擦搅拌控制系统2、铁道车辆制造中的传统焊接技术传统焊接技术在铁道车辆制造中一直扮演着重要的角色。
电弧焊接是最常用的焊接技术之一。
它通过在焊接区域产生高温电弧，使金属材料熔化并形成连接。
气体保护焊接是通过在焊接区域提供保护气体来防止氧气和其他杂质的进入，从而减少氧化和污染。
点焊和螺柱焊接主要应用于连接薄板和轻量化结构。
点焊使用电流在焊接接触点产生局部高温，将金属熔化并形成连接。
谈搅拌摩擦焊技术
成功案例介绍及经验总结
01
成功案例一
某航空制造企业成功应用搅拌摩擦焊技术，实现了铝合金材料的可靠连
接。通过合理的工艺参数设置和操作规范，获得了高质量的焊接接头，
提高了生产效率。
02
成功案例二
某轨道车辆制造企业采用搅拌摩擦焊技术，实现了不锈钢车体结构的快
速、高效连接。通过优化工艺参数，降低了焊接变形和应力，提高了焊
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汽车制造领域
车身结构的连接
搅拌摩擦焊技术可用于汽车车身结构的连接，提高车身的强度和刚度。
新能源汽车电池托盘的焊接
搅拌摩擦焊技术还可用于新能源汽车电池托盘的焊接，提高电池托盘的稳定性和安全性。
轨道交通领域
轨道车辆的制造
搅拌摩擦焊技术可用于轨道交通领域中轨道车辆的制造，提高车辆的稳定性和安全性。
地铁车辆车体的焊接
搅拌摩擦焊技术还可用于地铁车辆车体的焊接，提高车体的强度和刚度。
新能源领域
太阳能板的焊接
搅拌摩擦焊技术可用于新能源领域中太 阳能板的焊接，提高太阳能板的稳定性 和效率。
VS
风力发电机叶片的焊接
搅拌摩擦焊技术还可用于风力发电机叶片 的焊接，提高叶片的稳定性和安全性。
03
搅拌摩擦焊技术工艺流程与设 备
，能够产生摩擦热和塑性变形，实现材料的连接。
控制系统
02 用于控制搅拌头的旋转速度、压力和焊接时间等参数
，确保焊接过程的稳定性和可控性。
焊接夹具
03
用于固定待焊接的材料，确保焊接过程的稳定性和精
度。
设备选型与维护
设备选型
根据生产需求和预算等因素，选择适合的搅拌摩擦焊设备，包括搅拌头的类型、尺寸和 控制系统等。
摩擦焊接技术在汽车制造中的应用
摩擦焊接技术在汽车制造中的应用随着汽车制造工艺的不断进步和发展，摩擦焊接技术作为新兴的装配工艺逐渐受到了广泛的关注和应用。
它是一种无需加热的焊接工艺，能够在不破坏物料组织的情况下将两个金属材料牢固地连接在一起，其可靠程度可以与传统焊接技术相当，甚至更胜一筹。
摩擦焊接技术的原理摩擦焊接的原理是利用特殊的设备，在两个金属材料表面之间施加压力，同时旋转其中的一个部分，使它与另一个部分发生磨损产生热量，达到材料的塑性状态，再通过压力的作用力使它们紧密结合在一起。
基本上就是旋转摩擦产生的热量熔化了接触面，通过施加压力将接触面结合在一起，从而达到焊接的效果。
摩擦焊接在汽车制造中的应用摩擦焊接技术在汽车制造中的应用非常广泛，因为它有很多独特的优势。
1. 减少重量摩擦焊接可以制造出轻量化的汽车，可以降低燃油消耗和二氧化碳排放，从而对环境产生更少的影响。
在汽车轻量化方面，摩擦焊接能够更好地满足欧洲和美国的法规要求，特别是对于减少碳排放和提高燃油效率的要求。
2. 确保高质量的焊接摩擦焊接技术可以用于焊接各种材料，包括高强度钢、铝和铜等。
由于摩擦焊接过程中不需要加热，因此可以避免焊接时产生的变形和脆化问题，从而达到高质量的焊接效果。
这使得摩擦焊接在汽车制造中逐渐成为一种可靠的工艺。
3. 提高生产效率摩擦焊接是一种自动化生产的工艺，可以在较短时间内完成大量的生产工作，能够提高生产效率。
与传统的焊接工艺相比，摩擦焊接可以节省相当多的时间和成本，同时进一步提高产品质量。
4. 增强汽车的安全性摩擦焊接可以为汽车零部件提供很高的安全性和可靠性。
通过使用不同的焊接设备，可以在保证质量的同时，将汽车的各个部件焊接在一起，并使它们拥有更强的抗拉强度和抗剪强度，从而达到提高汽车安全性的目的。
总结既然摩擦焊接技术在汽车制造中具有如此多的优点，那么为什么不全力发挥其优势呢？摩擦焊接技术的应用不仅可以提高汽车制造的效率，降低成本，同时还能够改善汽车的性能，提高汽车的安全性。
铝合金新能源汽车机壳搅拌摩擦焊加工
铝合金新能源汽车机壳搅拌摩擦焊加工铝合金新能源汽车机壳搅拌摩擦焊加工，一听这个名字是不是有点“高大上”？其实啊，说白了，就是一种专门用来把铝合金零件“咬合”在一起的方法。
你看这名字，搅拌摩擦焊，听起来像是个厨房里的搅拌机在忙活啥，实际上，搞的是金属焊接。
别急，别急，咱慢慢聊，了解清楚了，你就会发现这玩意儿可比想象中有意思多了！大家可能对铝合金并不陌生，尤其是新能源汽车这块，铝合金几乎成了标配。
轻便、耐腐蚀、强度也不差，正好能满足电动汽车对车身轻量化的要求。
车身轻了，电池续航就更长，效率更高，性能更好。
那你肯定会问了，铝合金的零件怎么拼接在一起呢？哈哈，这就要说到搅拌摩擦焊了。
搅拌摩擦焊其实就是利用摩擦生热，把两块金属材料“融合”在一起。
你想象一下，两个金属片像两个小伙伴站在一起，有点小拘谨，怎么办呢？我们就用一个转动的工具去把它们“搅拌”一番，让它们从两片生硬的金属变成一体的东西。
不是那种传统的焊接，烧得通红，一堆飞溅的火花，而是通过物理的摩擦热把金属“糅合”在一起，整个过程不但干净，还能保持铝合金的本身特性，焊缝强度高，外形也很平整。
说到这里，可能有人会想，这么复杂的工艺，是不是搞得特别高大上、昂贵呢？其实吧，这种焊接技术虽然听上去有点“装逼”，但实际操作起来，比传统焊接方便多了，而且性价比超高。
以前，如果你想把铝合金件焊接在一起，可能需要很高的温度，甚至用到一些特殊的焊丝，麻烦不说，焊接出来的部位有时候还会变形，真的是“费劲心力”。
但搅拌摩擦焊可不一样，它是通过旋转工具与铝合金接触，利用摩擦力在局部区域产生热量，然后把金属的结构打乱，重新“融合”，完成一个强度不错、形态美观的焊接接头。
最酷的地方在于，这项技术特别适合新能源汽车领域，尤其是车身的铝合金机壳。
为什么呢？因为电动汽车特别注重车身的强度和轻量化。
你想啊，车身要结实，撞击时能保护车主安全，但又不能太重，否则续航会下降，电池得超负荷工作。
搅拌摩擦点焊技术及在汽车工业应用前景
成 本 低 等 优 势 对搅 拌 摩 擦 点 焊 的 基 本 原理 、 艺特 点及 在 汽 车 ． 业 Ｌ 的应 用 现 状 搜 前景 进行 ｒ刚述 ， 工 Ｔ ｝ Ｉ 、
义
搅拌摩擦点焊
（ ｒ ｔ ｎ Ｓｉ Ｓ） ｌｉｇ Ｆｉ ｉ Ｌ・ ｔ ｔＷｅｄｎ ， ｃｏ Ｉ ｏ
业 发 展 的主要方 向 。采用 铝合 金车 体是 实现汽 车轻 苗 化最有效 的措 施 ，而 铝合金 的 连接是 实现车 体组
装 的关键技 术 。
ＦＳ ） 在“ 性” ＳＷ 是 线 搅拌 摩擦 焊 接 （ ｒ ｔ ｎＳｉＷｅ — Ｆｉ ｉ ｔ ｌ ｃｏ ｒ ｄ
摩擦 点焊 的基本 原理 、－ 特点 和工 业应用 进 行 分 Ｔ艺
析。
好 ， 汽 车 车 体组 装 中应 用 最 广 泛 的焊 接 方 法 。 是 卜］ 。
然 而 ， ｒ销合 金与 钢 的物理性 能 明显不 ， 用 电 甫 应 阻点 焊进行 铝合 金焊 接 时存在 如下 缺点 ：焊接 过 程 需要 提供 大 电流 ， 因而导敛 很 高 的能量 消耗 ， 且 大 而
ｉ ，Ｓ ） 础上 开 发的一 种焊 接 技术 。Ｆ Ｓ 可 以 ｎ ＦＷ 基 ｇ ＳＷ
形成 一种 点焊 的搭接 接头 ， 在焊 接铝 、 镁等 轻合 金 方
面 与传统 电阻点 焊相 比具有 明显 的优 势 ，因 而在汽 车 和其它上 业领 域 引起很 大 的关注 ］ 。本文对 搅拌
目前 已Ｊ 发的 幸 合金连接 技术 有 电阻点 焊 、 Ｇ 『 ｆ ｊ ＭＩ
搅拌摩擦焊在地铁车辆制造中的应用
与熔化极 气体保护焊进行地铁车辆铝型材焊接 的质量、成 本和效率 ， 并对搅拌摩擦 焊在地铁车辆制造 中应用的前景进行 简要 阐述 。
关键 词 ：地铁 车辆 ；搅拌 摩擦 焊 ；应 用
一
满 足 较 高 的 精 度 要 求 。焊 接 接 头 的 强 度 较 高 、 并 具 备 很 好 的疲 劳 性 能
也更加稳定和 可靠 ，但在地铁 车辆 制焊 接 接 头 质 量 ，焊 缝 为 细 晶锻 造 后 时 效 处 理 ，生 产 效 率 高 ，节 约 成 底 架 、车顶及侧墙 等模块 的焊 接过 组 织结构 ，没有裂 纹 、气孔 、夹渣 本 ，焊 接 过 程 不 需 要 焊 丝 和保 护 气 程 中，熔化极气 体保护焊还是存 在 等缺陷 。搅拌摩擦焊 的效率很高 ， 等 优越性 ，在地铁车辆 制造 中采用
减 重 性 好 、易 于 针 对 不 同 城 市 的 具 要 求 很 高 ，一 旦 母 材 、焊 丝 受 污 染 单 、易 于 实 现 自动 化 焊 接 ，对 操 作 体 需 求 进 行 外 表 的涂 装 ，国 内新 建 或保护气体 纯度不足 ，极 易造成焊 者 的 要 求 不 高 。基 于 搅 拌 摩 擦 焊 的 ０ 世纪９ ０ 年 代 初 发 明 至 地铁多数 都要求车辆采 用铝合金车 接 接 头 裂 纹 、 气 孔 等 缺 陷 。 熔 化 极 优 越 性 ， 自２ 体 ， 国 内地 铁 车 辆 生 产 厂 家 也 竞 相 气 体 保 护 焊 焊 接 前 要 求 对 母 材 开 坡 今 ，搅 拌 摩 擦 焊 技 术 已经 广 泛 应 用 研 制 和 生 产 铝 合 金 地 铁 车 辆 。 地 铁 口 ，焊 接 过 程 中填 丝 和 焊 接 速 度 匹 在 航 天 、 航 空 、 造 船 、 汽 车 、 电
铝合金搅拌摩擦焊技术研究及应用
铝合金搅拌摩擦焊技术研究及应用铝合金搅拌摩擦焊技术是一种高效、环保的焊接方法，在航空航天、交通运输、轻工制造等领域具有广泛应用前景。
本文将从工艺原理、研究进展、优势与挑战等方面进行分析，全面介绍铝合金搅拌摩擦焊技术的研究及应用。
搅拌摩擦焊是一种非传统焊接方法，它将工件接头通过旋转和外力压合的方式进行连接，并在摩擦热量和塑性变形的作用下实现焊接。
铝合金在搅拌摩擦焊过程中，由于高温和塑性变形，形成了均匀的焊接区域，焊缝强度和密封性良好。
与传统的焊接方法相比，铝合金搅拌摩擦焊具有以下几个优点：首先，搅拌摩擦焊无需外加焊接材料，避免了常规焊接中的焊剂使用和气体保护等问题。
这降低了成本，同时减少了环境污染。
其次，搅拌摩擦焊具有较高的焊接速度和效率。
焊接头变形均匀，焊接时间短，适用于大面积或长尺寸工件的焊接。
第三，搅拌摩擦焊对铝合金的应变硬化效应较小，减少了焊接区域的硬化现象，提高了焊缝的塑性和可靠性。
铝合金搅拌摩擦焊技术的研究进展日益丰富。
首先，针对不同铝合金材料和焊接条件，研究者通过调整焊接参数和其他工艺控制手段，优化焊接质量和性能。
例如，通过控制转速、下压力、摩擦时间等参数，可以实现理想的焊接接合。
同时，研究者还对焊接头几何形状、初始材料状态等因素进行改善和控制，提高焊接接合的可靠性。
其次，近年来，通过引入其他技术手段，如电流、激光、超声等，与搅拌摩擦焊相结合，可以进一步提高焊接接合的强度和质量。
例如，搅拌摩擦挤压焊技术将搅拌摩擦焊与挤压焊结合，对铝合金零件进行焊接加工，获得了良好的焊接接合。
此外，铝合金搅拌摩擦焊技术在实际应用中也取得了广泛成功。
在航空航天领域，搅拌摩擦焊被用于连接飞机结构件、涡轮叶片等零部件，取得了良好的焊接接合效果。
在交通运输领域，搅拌摩擦焊被广泛应用于铁路和汽车制造中。
在轻工制造领域，搅拌摩擦焊技术也被广泛应用于电子设备、电池等领域的制造。
然而，铝合金搅拌摩擦焊技术仍面临一些挑战。
汽车工业中搅拌摩擦焊搭接技术的研究
汽车工业中搅拌摩擦焊搭接技术的研究【摘要】本文主要介绍了搅拌摩擦焊技术及其搭接技术在汽车工业中的应用，并对目前存在的问题进行了研究。
【关键词】汽车工业；搅拌摩擦焊搭接技术0.引言搅拌摩擦焊（FSW）技术是由英国焊接研究所（TWI）发明并于1991年获得专利。
FSW是一种固相连接方法，非常适用于需要尽量保持原料金属特性的情况。
目前该项技术在在造船、航天航空和轿车业的铝合金连接方面得到了广泛的应用。
1.搅拌摩擦焊技术搅拌摩擦焊是一种连续的、纯机械的新型固相连接技术，在焊接时，带有轴肩和圆柱体探针的搅拌头一边高速旋转、一边缓慢地插入到被焊材料接缝处。
被焊工件后面要加一块垫板以防焊穿，而且被焊工件也需要夹紧固定，防止焊接时搅拌头插入和旋转造成被焊工件间隙过大。
焊接过程中，搅拌头与被焊工件摩擦产热，产生的热量可以使工件软化达到塑性状态，呈塑性的金属在搅拌头旋转压力的挤压作用下，沿搅拌头探针从前进面被搅拌到回撤面，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。
对于焊接材料而言，搅拌摩擦焊可以焊接所有牌号的铝合金，包括可以熔焊的5000、6000系列铝合金和熔焊难以焊接的2000、7000和铝锂合金材料；同时搅拌摩擦焊还可以实现不同种材料的连接。
正常情况下，搅拌摩擦焊不需要焊丝和保护气，焊接过程消耗较少。
焊接接头强度可以达到母材金属的80%以上。
2.汽车结构搅拌摩擦焊优越性汽车通常选用能够大批量制造的商业化金属材料制造，使用比较普遍的一种是薄板低碳钢，另一种是铝合金。
铝合金具有很好的塑性和加工性能，可以进行锻造、铸造、机械加工或挤压，制造成各种复杂零件，应用于汽车车体结构和发动机零部件。
搅拌摩擦焊非常适合批量化产品的制造，经过程序和参数优化，基于机床和自动化实现的搅拌摩擦焊接头质量具有非常高的一致性。
搅拌摩擦焊汽车零件的接头性能非常优越，针对铝合金材料，一般条件下搅拌摩擦焊接头机械性能指标都大于普通熔焊技术指标和达到与接近母材性能指标，并且有些指标，如冲击韧性，还要高于母材指标。
汽车制造新技术——搅拌摩擦焊
搅拌摩擦焊技术
搅拌摩擦焊是一 种连 续的 、纯
． 擦和塑性 变形作功的增加又会使接 头温度升高 ，实际搅拌摩擦焊是一
图 ２ 铸造铝合金和 ６ ｍｍ铝合
机械的新型固相连接技术 ， 如图ｌ 所
金板材的搅拌摩擦焊 Ｔ ＷＩ
—
盖 ２６ ｏ ￣第５ ０ 期
Ｍ Ｃ 琨代零部件
维普资讯
应 用表 明 ，搅拌摩擦焊非常适合批量化产 品的制造 ，经过程序和参数优化 ，
图３ Ｔ 焊接的厚度为１ Ｏ ＷＩ Ｏ ｍｍ 的搅拌摩擦焊接头
基于机床和 自 动化实现的搅拌摩擦焊接头 质量具 有非常高的一致性 。 另外 ， 搅拌摩擦焊汽车零件的接头性能非常优越 ， 针对铝合金材料 ， 一 般条件下搅拌摩擦焊接头机械性能指标都大于普通熔焊技术指标和达到与接 近母材性能指标 ， 并且有些指标 ，如冲击韧性 ，还要高于母材指标 。 些特 这 点对于提高汽车的安全性非常重要 。 根据英 国焊接研究所资料分析 ， 搅拌 摩擦焊对于汽车零部件的制造具有
不 同形式 的轴 肩和搅拌针 。
个温度动态 自 适应 平衡过程 ，被焊 接材料 始终 保持 热塑 化 固相 状态 ， 由于整个焊接过程 中被焊接金属材 料 没有经过 “ 熔化一凝 固” 过程 ， 所 以得到 的是优 异的 固相接 头连接 ， 所以搅拌摩擦 焊接是一个 固态连接
过程 。
搅 拌摩擦 焊接技 术 （ｒ ｔ ｎ Ｆｉ ｉ ｃｏ Ｓｒ ｌｉ ， ｔ ｄ ｇ 简称 Ｆ Ｗ） 由位于 ｉＷｅ ｎ Ｓ 是 英国剑桥 的英 国焊接研 究所 （ ｈ Ｔｅ
Ｗｅｄ ｇＩｓ ｔｔ，Ｔ ）于 １９ 年 ｌｉ ｔｕｅ ｗＩ ｎ ｎｉ ９１
部向后部转移过渡，过渡后的热塑
化金属在搅拌轴肩的作用下 ，受 到 了挤压和锻造 ，最终得到 了由精细 的锻 造组织构成的焊缝 接头。如果
题目：浅谈搅拌摩擦焊技术应用及质量提升
题目：浅谈搅拌摩擦焊技术应用及质量提升发布时间：2021-05-07T10:11:06.583Z 来源：《基层建设》2021年第1期作者：张行王立国[导读] 摘要：本文在详细介绍搅拌摩擦焊工作原理和搅拌摩擦焊优缺点、性能以及工业应用具体事项作了详细的阐述。
中车长春轨道客车股份有限公司铝车体车间吉林长春 130062摘要：本文在详细介绍搅拌摩擦焊工作原理和搅拌摩擦焊优缺点、性能以及工业应用具体事项作了详细的阐述。
并且对搅拌摩擦焊应用发展历程、质量提升进行介绍，分几个方面进行了阐述。
关键词：搅拌摩针；轴间；搅拌摩擦焊引言：国内焊接技术在不断的更新换代中，现阶段最热门的焊接技术就是“搅拌摩擦焊”。
本文在详细介绍搅拌摩擦焊工作原理和搅拌摩擦焊特点、性能以及工业应用，具体事项作了详细的阐述，还针对搅拌摩擦焊未来发展方向进行简单总结和论述。
目录一、搅拌摩擦焊简介1、搅拌摩擦焊原理2、搅拌摩擦焊材料及性能3、搅拌摩擦焊技术优势及劣势4、搅拌摩擦焊研究现状及进展和应用5、搅拌摩擦焊设备二、工艺装备设计三、质量提升四、结束语1、概论：2、本论文的目的和意义：一、搅拌摩擦焊简介1、搅拌摩擦焊原理：搅拌摩擦焊的搅拌头是该技术的核心部分，由搅拌针和轴肩两部分组成。
焊接过程中，搅拌头高速旋转，搅拌针深入到工件内部，轴肩紧压在工件表面（保持一定的压入量）。
高速旋转的搅拌头与工件之间摩擦，产生大量的摩擦热。
由于摩擦热的作用以及搅拌头的粉碎、挤压作用，搅拌头周围金属在焊接过程中将发生严重的热塑性变形，从而释放大量的塑性变形能。
在摩擦热及塑性变形能的综合作用下，接头金属实现塑性流动并扩散连接，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。
2、搅拌摩擦焊材料及性能：搅拌摩擦焊的焊接温度低于母材熔点，焊接过程中始终没有材料溶化，所以搅拌摩擦焊称之为是一种固态连接方式。
基于焊接过程中始终没有材料溶化的特点，搅拌摩擦焊几乎可以焊接所有系列的铝合金材料及复合材料。
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搅拌摩擦焊在汽车工业中的应用浅析
[摘要]伴随汽车工业持续的进步发展，各项技术水平也得以持续提升。
搅拌
摩擦焊，属于汽车工业当中所应用的一项先进技术手段，能够充分弥补各种传统
的焊接技术现存不足或缺陷，达到高效焊接作业的目的。
鉴于此，本文主要探讨
汽车工业当中搅拌摩擦焊接技术的应用，仅供业内相关人士参考。
[关键词]汽车工业；搅拌摩擦焊；应用；
前言：
汽车工业实际生产运行过程，对焊接技术有着高要求，搅拌摩擦焊属于近几
年被研发应用开来的一项水平较高的焊接技术，适用性强，对整个汽车工业实现
稳健发展而言可提供强大的技术支持。
因而，对汽车工业当中搅拌摩擦焊接技术
的应用开展综合分析，现实意义显著。
1、关于搅拌摩擦焊基本技术原理的阐述
搅拌摩擦焊接技术，其主要是通过工件接缝当中插入搅拌针及轴肩，其和被
焊工件之间摩擦后产生摩擦热作用，被焊工件逐渐加热至高温塑性这种状态，熔
点范围为80%～90%[1]。
搅拌头高速作用之下，材料处于高温塑性这一状态当中，受到搅拌及挤压，沿着搅拌头搅拌之后推侧，再绕过探针到搅拌头的搅拌行进侧
所在尾部位置，详细技术原理详见图1。
图1搅拌摩擦焊的基本技术原理示意图
2、汽车工业当中搅拌摩擦焊的应用
2.1在车身连接方面
因汽车车身总体结构相对复杂，对焊接部位无法实施刚性支撑，若是借助搅
拌摩擦焊接技术，实施车身连接作业，则焊接部位便能够实施刚性支撑。
可以说，搅拌摩擦焊属于以线性的搅拌摩擦焊为基础所发展应用开来的一项焊接技术。
该
搅拌摩擦焊接技术之下实施冶金连接作业，搅拌头周边会有圆环状的搅拌区和材
料重结晶相应区域形成，此区域当中，受搅拌工具持续旋转挤压及粉碎各种机械
力所产生作用之下，致密性的组织结构形成，则搅拌摩擦焊接技术实操过程所用
接头的力学性能得到充分发挥[2]。
那么，传统形式电阻点焊技术，在实施铝合金
材料连接过程当中往往电极寿命相对较短、高能耗、焊接质量欠缺稳定性各种问
题存在。
相比较之下，搅拌摩擦焊接技术之下，其所用到的焊接工具呈较长寿命、接头较高强度，且有着节能环保层面优势，适用于各类异种材料高质量的连接作业，对车身连接方面的应用发展前景比较乐观。
搅拌摩擦焊接技术现阶段的技术
路线有两种，即一种是带匙孔的搅拌摩擦焊接技术，所用设备工具类似于搅拌摩
擦普通焊接设备，整个焊接作业过程包含压入、连接及回撤这三个作业节点。
这
种带匙孔的搅拌摩擦焊接技术实操过程比较程简单，呈较高的连接效率，但因存
在着匙孔，致使接头实际承载面积相对较少，对接头自身力学性能及其外观会产
生一定影响。
此项技术现阶段被应用于马自达的RX-8车型当中，实施铝合金材
质发动机罩及其后门的连接作业。
而另外一种则是回填搅拌摩擦焊接技术，借助
搅拌针和轴套相互配合运动，将匙孔残留层面问题解决，达到焊接匙孔有效消除
的目的。
针对回填搅拌摩擦焊接技术实操工艺，以摩擦预热、轴套下压和搅拌针
快速回抽、轴套回抽和搅拌针快速下压、磨平作业工序为主。
针对摩擦预热作业
节点，借助搅拌工具把工件表面压紧，轴套和搅拌针相互旋转摩擦，达到对焊部
位实施预热处理的目的；针对轴套下压、搅拌针快速回抽作业节点，则使轴套旋
转并且下压，使得焊接过程得以实现。
而后，搅拌针快速回抽，并且容纳挤出相
应焊接材料；针对轴套回抽和搅拌针快速下压节点，则是进一步对焊接材料实施
搅拌熔合作业，把焊接匙孔填充处理好；磨平作业节点上，搅拌针、轴套重新回
压紧套整个平面部位，磨平焊点，对工件表面部位把搅拌工具移除，则焊接作业
即可完成。
回填搅拌摩擦焊接技术之下，焊接作业过程复杂，呈较低作业效率，
对设备总体刚性和控制层面有较高要求，但无匙孔条件下可实施有效焊接作业，
表面部位比较美观，且接头强度和质量比带匙孔的搅拌摩擦焊接技术占据一定优势，应用至车身连接当中的前景比较乐观。
现阶段国内已有部分企业研发设计并
应用机器人支持下搅拌摩擦形式焊接设备，且设C形的焊钳结构，对铝合金材质
车身薄板可高效实施搭接焊作业。
2.2在轮毂焊接方面
汽车工业当中，搅拌摩擦焊可用于轮毂焊接作业。
铝合金传统的汽车轮毂，
其通常是以锻造工艺或低压铸造工艺从事生产活动。
铸造在成本方面优势显著，
但产品不具较好性能。
锻造产品虽有着较好性能，但工艺复杂显著，且呈高成本
投入。
搅拌摩擦焊，则可结合两种技术工艺的各项优势，且无需较高的成本投入。
搅拌摩擦焊铝合金材质焊接轮毂当中，借助铸造及旋压工艺分别开展轮辐、轮辋
的生产加工，再借助搅拌摩擦焊此项技术手段，对轮辐、轮辋予以连接处理。
此
加工技术方案当中，可标准化地加工生产轮辋，生产成本相对较低；对轮辐，则
可定制化地实施铸造生产加工，但与整体铸造相比，模具成本和产品质控方面改
善显著，多种工艺联用之下，能够满足于各部位对于材料各项性能要求，对轻量
化的设计实现比较有利[3]。
汽车工业当中轮毂的搅拌摩擦焊作业技术现已实现批
量应用。
2.3在新能源汽车方面
针对新能源类型汽车而言，三电系统属于重要部分，其内部除电池包外，还
设有电控设备及电动机等，这些都属于新能源类型汽车当中核心部件。
考虑到轻
量化层面制造需求，三电系统当中结构件需用较多铝合金材料实施制造，而这一
过程便需用到搅拌摩擦焊接技术。
新能源类型汽车的电池包相应结构件当中，对
铜排及铝排等应用需求往往相对较大。
考虑到理化特性，实践中需对铜排及铝排
实施可靠性的连接作业，确保铜自身优良导电性及铝材较低成本层面优越性得到
充分发挥。
铝铜模组形式汇流排，现阶段主要是借助超声波形式焊接技术实施连
接作业，但实操过程当中接头连接总体强度较差，会受薄板部位搭接头所限制，
较难实施对接焊，虚焊问题也比较容易产生，对铝铜模组形式汇流排技术的应用
发展产生阻碍。
那么，相比之下，搅拌摩擦焊接技术应用至新能源类型汽车的电
池包相应结构件当中，不但可有效解决现存问题，可实现对铜排及铝排可靠性的
连接作业，且所获取焊接接头总体质量比较优良，经济效益层面优势显著。
同时，对新能源类型汽车实施制造过程当中，对整拼底板和边框背部所在拼接环缝位置
可应用该搅拌摩擦焊接技术，可获取较高的焊接作业效率，且接头可达到良好的
密封性，选用规格不同的搅拌头可满足于不同强度标准。
但实际应用当中，底板
和边框装配的对接间隙需得到重点把控，以免维修到焊接接头总体质量。
此外，
新能源类型汽车制造当中，铝合金液的冷散热装置零件以往所用连接密封处理工
艺为钎焊工艺，因接头强度相对较低，且对于零件加工与其装配有着较高要求，
呈较差的适用性。
而搅拌摩擦焊接技术之下，便可将钎焊工艺现存问题解决，不
但可确保接头达到更高强度，且零件加工与其装配整个过程极具便捷化，适用性高，现阶段已经基本代替钎焊工艺，应用至铝合金液的冷散热装置零件总体连接
密封作业当中，应用效果突出。
3、结语
综上所述，搅拌摩擦焊接技术，其现阶段被广泛应用至汽车工业当中，如车
身连接、轮毂焊接、新能源类型汽车制造等当中，应用及其发展前景较为乐观，
有持续推广应用的价值。
参考文献：
[1]廖文洁,张璟瑜,赖鸥,等.静轴肩搅拌摩擦焊在轨道车辆车体上的工程应
用研究[J].金属加工：热加工,2021,000(005):72-77.
[2]刘志强,武永亮,冯存义,等.铝合金搅拌摩擦焊在铁路货车上的应用实践[J].轨道交通装备与技术,2021(3):11-15.
[3]巫飞彪,周博俊.搅拌摩擦焊在新能源汽车电池下壳体焊接工艺中的应用[J].机电工程技术,2021(11):231-235.。