铝基复合材料搅拌摩擦焊搅拌头设计
表 １ 搅拌 头材 料 （ ９ 的力 学 性 能 Ｗ ）
Ｔａ ．１ Ｔｈ ｃ ａ ｉａ ｒ ｐ ｒ ｙ ｏ ９ ｂ ｅ ｍｅ ｈ ｎ ｃ ｌｐ ｏ ｅ ｔ ｆＷ
１ 搅 拌 头 材 料 选 择
搅拌 摩 擦 焊 的特 点 要 求 搅 拌 头 在 焊 接 过 程 中 有 高 耐 磨
材 淬回 硬 ＨＣ 弯 度 Ｍ 冲 韧 ／ ． － 料 、火 度／ 抗 强 ／Ｐ 击 性 Ｋ ａ ２ Ｒ Ｊ ｍ
Ｗ９ ６ ～６ ４ ６ ４ ０ ￣ ４０ ０ ０ ５０ ３ ￣４ ５ ０
性和尺寸稳定性 ， 同时搅拌头形状复杂又要求搅拌头材料可 加工性 良好 。搅拌头材料选 取上 ， 主要从 以下几个方面进行
金属 最 成 功 的方 法 ， 了将 搅 拌 摩 擦 焊 引入 铝 基 复 合 材 料 的 为 焊 接 中 ， 索 适 用 于 铝 基 复 合 材 料 的搅 拌 摩 擦 焊 工 艺 ， 先 探 首
要解决搅拌头 的问题 ， 搅拌 头是搅 拌摩 擦焊 的技术 关键 之
一
＿ ｌ ］ ２
。
搅 拌 头 的 材料 选 择 、 拌 针 形 状 设 计 、 肩 尺 寸 等 搅 轴
在 Ｔ 发 明搅 拌 摩 擦 焊 后 ， 拌 摩 擦 焊 成 为 焊 接 有 色 搅
拌 头 在 高温 下 仍 有 良好 的硬 度 和 耐磨 性 ；
（） ４搅拌头应具有高 温抗 氧化能力 。在焊接过程 中 ， 搅
拌 头 材 料 会 发生 氧 化 ， 成 一 层 氧 化膜 ， 形 导致 机 械 磨损 加 剧 ； （） 温 下 有 良好 的可 加 工性 能 。满 足 上述 条 件 且 能 充 ５常 分 保 证 搅 拌 头在 焊 接 时 性 能 的材 料 也 不在 少 数 （ 如 Ｙ 系 例 Ｇ 列 的硬 质合 金 ）但 是 这 些 材 料 在 常 温 下 不 能 采 用 常规 的 机 ，
关键词 ： 铝基 复合材料 ； 搅拌摩擦焊 ； 搅拌 头； 材料和结构设计 中图分类号 ： ４ ６ ９ ＴＧ ５． 文献标识码 ： Ａ
机 械 磨 损 也 越剧 烈 ；
０ 前 言
铝基 复合材 料 因其高 比强 度 、 比模 量 、 高温 、 高 耐 耐腐
蚀 、 磨 损 、 电导 热 性 能 好 、 膨 胀 系 数 小 等优 点 ， 航 空 、 耐 导 热 在
损 严 重 ， 缝 质 量 较 差 。对 搅 拌 头形 状 和 尺 寸进 行 了设 计 ： 焊 最初 的“ 字 凹 凸槽 ” 计存 在 不 同心 德 患 ， 加 工 制 造 造 成 困难 ； 一 设 给
后 改 为 分体 式搅 拌 头 ， 用 螺纹 连 接 。采 用这 种 搅 拌 头 能得 到表 面光 滑 ， 观 形 貌 良好 的接 头 。 采 宏
（） ３搅拌头材料应耐高温 、 红硬性 良好 。焊接 时由于搅
拌摩擦的作用 ， 焊接 区温度较高 ， 材料会变软产生塑性变形 ，
在 这种 条件 下 被 焊 材 料对 搅 拌 头 的 磨损 加 剧 ， 须 要保 证搅 必
观结构 ，
直阻碍该材料 的迅速发展 。
参数和焊缝质量的稳定性。
械加工方法 。由搅拌头的复杂形状可知 ， 如果不能用机械加
工 ， 么加 工费 用 和 整个 搅 拌 头 的 成 本将 大大 增 加 。 那 试 验 用 母 材 ＳＣ ／ ０ ４ 铝 基 复 合 材 料 中 增 强 相 ＳＣ ｉｐ ２１ Ａ１ ｉ
的硬度能达到 ＨＶ２０ ， ８ ０ 在搅拌过程 中必然会对搅拌头造成 极 大 的 磨 损 ， 拌 头磨 损 后 将 严 重 影 响 接 头 的 性 能 和 外 观 。 搅 在铝基复合材 料搅拌摩 擦焊最 初 的试验阶段 ， 使用 工具钢 （ ） ｗ９ 制作 的搅 拌头对 Ｓ ｐ ２ １ Ａ 铝基 复合 材料进 行焊 ｉ ／０ ４ ｌ Ｃ
都将影 响搅拌摩擦焊 焊缝质量 。 目前搅 拌摩擦焊 主要应用 在有色金属领域 ， 而在传统 的钢材 以及以复合材料为代表 的 特种材料领域 ， 其应用非 常少 ， 键 的问题是 没能解决搅 拌 关 头材料选择和形状设计 问题 。在本 次铝基复合 材料 的搅 拌 摩擦焊试验 中首先从 研制适用 ＳＣ ／０ ４ １ ｉｐ ２ ２ Ａ 铝基 复合材料 的搅拌 头开始 ， 搅拌 头的材 料选取 和尺 寸设计 进行 了分 对 析。专用搅拌头 的研制 ， 为进一步开展 铝基颗粒增强复合材 料搅拌摩擦焊提供了装备保 障 ， 长寿命 的搅拌头能保证焊接
（） ２ 搅拌 头材料应具有足够 的冲击韧性 。在焊接 开始 阶
段 ， 拌 头 下压 以及 开 始 焊 接 的 瞬 间 ， 拌 头 将 受 到 很 大 的 搅 搅 冲 击 负 载 ， 焊 接 过 程 会 中也 产 生 一 定 的 振 动 ， 拌 头 容 易 在 搅
发 生疲 劳 断 裂 ；
航天 、 船舶 、 汽车制造业等领 域有广泛 的应用前 景。要 使铝 基复合材料广泛的应用 于各个方 面， 可靠连接是工程应 用 其 必须解 决的重要问题 ， 但由于铝 基复合材料复杂的宏观 和微
２１ 年 ・ ３ ０１ 第 期
技术与研究
中国材料科技与设各（ 双月刊）
铝 基 复 合 材 料 搅 拌 摩 擦 焊 搅 拌 头 设 计
刘光 铮
（ 利 油 田胜 利 石 油化 工建 设 有 限公 司 ， 东 胜 山 东营 ２ ７ ６） ５ ０ ４
摘 要 ： 中介 绍 了铝 基 复 合 材料 搅 拌 摩 擦 焊 搅 拌 头材 料 选 择 和 结 构 设 计 方 案 。根 据 铝 基 复 合 材 料 复 杂 的微 观 和 宏观 结 文 构 ， 定钢 结硬 质 合 金 Ｇ ５制 造搅 拌 头 ， 与 选 用工 具 钢 制作 的普 通 搅 拌 头 进 行 对 比 。对 比 结 果表 明 ， 通 搅 拌 头 焊后 磨 选 Ｔ３ 并 普
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。
搅拌头及工艺参数对厚板7050铝合金搅拌摩擦焊成形的影响
１ 实 验 材 料 及 方 法
１１ 实 验 材 料 ， 称 化 标
学 成 分 见 表 Ｉ 其 金 相 组 织 如 图 ｌ所 示 ，０ ０铝 合 金 。 ７５
晶粒 比较 粗 大 ， 粒 尺 寸 约 Ⅱ ｍ ２ｍｍ ， 要 强 化 相 晶 为 ０ ． 主
ａ搅拌头 Ｉ
为 １（ Ｚ ：、（１ ｎ） ＳＡ ２ｕ ｇ相 。 １Ｍｇ ｎ）ＴＡ２ Ｍｇ ３ 和 （１ Ｍ ） Ｃ
２ ７ ７ Ｏ ２ ２
表 １ ７ ５ ５ 合 ５ 化 学 成 分 ０ ０铝 金 Ｏ
Ｔａｂ． Ｃ ｈ ｍ ｉａ ｏ ｐ ｉｉ ０ １ ｅ ｃ ｌｃ ｍ ｏｓｔｏｎ ｏｆ７ ５０ ％
１ ＃
２ 样
．
９． ５０
７． ５０
． ．丝塑 一 。 一 一
飞 边 、 槽 、 道 沟 隧
隧 道
１１ Ｏ ８
１ ８Ｏ —１
流 动 ， 定 了 搅 拌 摩 擦 焊 接 头 的 机 械 性 能 ， 于 搅 决 对
拌 摩 擦 焊 能 否 在 更 大 范 围 内 的 应 用 有 着 决 定 性 的 作 用 。 验 初 步 采 用 １ ｒ ８ ｉＴ 不 锈 钢 作 为 搅 拌 试 Ｃ １Ｎ９ ｉ
３ 嚣
１ｌ０ ８
３． ００ ３． Ｏ０ ４． ７ ５ ６． ０ ０
飞 边 、 槽 、 道 沟 隧 飞 边 、 槽 、 道 沟 隧 飞 边 、 道 隧 飞 边 、 槽 、 道 沟 隧
４ ＃
５ ＃
６ 襻
１５ ０ ０
７０ ５
９５ ０
头材 料 。 据文献 ［ （ 拌针直 径 为： 根 ４搅 】 件厚 度 的 ０ ～ ． ９
焊接工艺
罗贤道等 ： 搅拌头及丁艺参数对厚板 ７ ５ ０ ０铝合金搅拌摩擦焊成形 的影响
《TiB2颗粒增强铝基复合材料搅拌摩擦焊接及焊缝金属迁移行为研究》
《TiB2颗粒增强铝基复合材料搅拌摩擦焊接及焊缝金属迁移行为研究》一、引言随着现代工业的快速发展，对材料性能的要求日益提高，尤其是对于具有高强度、轻质、耐腐蚀等特性的材料需求尤为迫切。
TiB2颗粒增强铝基复合材料因其优异的物理和机械性能，在航空航天、汽车制造、电子封装等领域得到了广泛应用。
然而，该类材料的连接技术仍面临诸多挑战。
其中，搅拌摩擦焊接作为一种固相连接技术，因其独特的焊接原理和优良的焊接质量，成为了该类材料连接的重要手段。
本研究将探讨TiB2颗粒增强铝基复合材料的搅拌摩擦焊接技术及焊缝金属迁移行为。
二、TiB2颗粒增强铝基复合材料的特点TiB2颗粒增强铝基复合材料具有高硬度、高模量、良好的导电导热性能等优点。
其中，TiB2颗粒的加入有效提高了铝基体的力学性能和耐磨性能。
然而，由于其不均匀的分布和较高的硬度，使得该类材料的加工和连接成为一项挑战。
三、搅拌摩擦焊接技术及其应用搅拌摩擦焊接技术是一种固相连接技术，通过摩擦热和塑性变形实现材料的连接。
该技术具有焊接质量高、热影响区小、无需填充材料等优点。
在TiB2颗粒增强铝基复合材料的连接中，搅拌摩擦焊接技术得到了广泛应用。
四、TiB2颗粒增强铝基复合材料的搅拌摩擦焊接过程在搅拌摩擦焊接过程中，焊具的旋转和移动产生摩擦热，使焊缝金属达到塑性状态。
此时，TiB2颗粒在焊缝中起到强化作用，提高了焊缝的力学性能。
同时，通过控制焊接参数（如焊接速度、旋转速度等），可以实现对焊缝质量的精确控制。
五、焊缝金属迁移行为研究在搅拌摩擦焊接过程中，焊缝金属的迁移行为是影响焊缝质量的重要因素。
通过研究焊缝金属的流动、变形及分布情况，可以深入了解焊缝的力学性能和连接质量。
研究表明，TiB2颗粒的加入使得焊缝金属的迁移行为发生了明显变化。
一方面，TiB2颗粒阻碍了金属的流动和变形；另一方面，其高硬度和良好的导热性能有助于提高焊缝的力学性能和耐磨性能。
六、结论本研究通过实验和理论分析，深入探讨了TiB2颗粒增强铝基复合材料的搅拌摩擦焊接技术及焊缝金属迁移行为。
4mm焊深6061铝合金搅拌摩擦焊工艺参数
4mm焊深6061铝合金搅拌摩擦焊工艺参数下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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搅拌摩擦焊PPT课件
三、搅拌摩擦焊设备
摩擦焊
16
搅拌摩擦焊接工具 搅拌焊头
按设备功能结构不同 搅拌摩擦焊机
机械转动部分 行走部分 控制部分 工件夹紧机构 刚性机架
LEE MAN (SCETC)
摩擦焊
17
（一）搅拌摩擦焊接工具
搅拌焊头是搅拌摩擦焊的关键和核心部件，其主要 由轴肩和搅拌针两部分构成。
搅拌焊头一般需要具有如下特性： 热强性、耐磨性、抗蠕变性、耐冲 击性、材料惰性、易加工性、良好 的摩擦效果和合理的热传导性能。
n/v降低
当转速过低或焊速过高，导致n／v降低，即焊接热输入较小，热量不足 以使焊接区金属达到热塑性状态，因而焊缝中会出现孔洞、未焊透等缺 陷，焊缝成形不良。
n/v过大
随着转速的提高或焊速的降低，n/v逐渐增加，焊接热输入趋于合理，焊 缝成形较好。当转速过高或焊速过小时，n/v则过大，单位长度焊缝上的 热输入量过高，焊接区金属过热而导致焊缝表面下凹、焊穿等缺陷，
在迚行搅拌摩擦焊接时首先将焊件牢牢地固定在工作平台上然后搅拌焊头高速旋转幵将搅拌焊针插入焊件的接缝处直至搅拌焊头的肩部不焊件表面紧密接触搅拌焊针高速旋转不其周围母材摩擦产生的热量和搅拌焊头的肩部不焊件表面摩擦产生的热量共同作用使接缝处材料温度升高且软化同时搅拌焊头边旋转边沿着接缝不焊件作相对运动搅拌焊头前面的材料収生强烈的塑性发形
热机影响区
b区该区域是一个过渡区域，材料已产生了一定程度的塑性变形，同 时又受到了焊接温度场的影响。
焊核区
a区为“焊核区”（WNZ），该区域位于焊缝中心靠近搅拌针插入的位置，经历了高温、 应变后，焊核的中心发生了强烈的变形。应变导致焊核区在焊接过程中发生了动态再 结晶，并导致该区出现高密度的沉淀相，从而有利于抑制焊接过程中晶粒的长大。焊 核区一般由细小的等轴再结晶组织构成。在焊接过程中，材料与搅拌针之间的相互作 用导致焊核区出现同心环（洋葱环组织）。
670 搅拌摩擦焊焊接工装设计
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、镁合金、 锌合金、钛合金等轻金属材料的连接将主要由搅拌摩擦焊来完成，尤其在运载火箭、 高速铝合金列车、铝合金高速快艇、全铝合金汽车等项目中搅拌摩擦焊技术将会占主 导地位。
本文设计出的搅拌摩擦焊焊机，总功率约 3 千瓦，适合于普通厚度的铝及其合金 的工艺试验试件的焊接，搅拌摩擦头转速约 6000r/min，焊接速度 100—600mm/min， 最大加工焊缝厚度 20mm，焊缝长度 600mm。文中介绍了搅拌摩擦焊焊接技术的基本原 理和特点，概要地介绍了搅拌摩擦焊的技术优势、研究现状、工业应用和发展前景。 针对工艺试验试件搅拌摩擦焊机，主要设计、计算和校核了设备各主要部分，均能够 满足试验用焊机的要求。
SiCp／2024A1铝基复合材料搅拌摩擦焊接头微观组织
文献标识码 ： Ａ
文 章编 号 ： １ ０ ０ ５ — ５ ０ ５ ３ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ４ ． ０ ０ ２ ７ ． ０ ５
铝基 复合 材料 因其 具有 高 比强度 、 高 比模量 、 耐
料¨
。但 是关 于 铝 基 复合 材 料 搅 拌 摩擦 焊 的研
高温 、 耐腐 蚀 、 耐磨损 、 导 电导 热性 能好 、 热 膨胀 系数
冯 涛 ， 郁 振 其 ， 韩 洋 ， 张永 昂 ， 王 引 真
（ １ ． 中 国石 油 大学 （ 华 东 ）机 电学 院 ， 山东 青岛 ２ ６ ６ ５ ８ ０ ； ２ ．中 国 石 油 天 然 气 管 道 局 ， 一 河北 廊坊 ０ ６ ５ ０ ０ ０ ）
摘要 ： 利 用 搅 拌摩 擦 焊 对 Ｓ ｉ Ｃ ／ ２ ０ ２ ４ Ａ １ 铝 基 复 合 材 料 进 行 了焊 接 。采 用 急 停 实 验 分 析 母 材 瞬 间 移 动行 为 。 利 用 金 相显微镜 ， Ｔ Ｅ Ｍ 观 察 接 头 组 织 。接 头显 微 组 织 分 析 表 明 ， 接 头 中形 成 Ｖ字 型 结 构 ， 且 Ｓ ｉ Ｃ颗 粒 因焊 缝 位 置 不 同而 分 布 不 均 匀 。在 热 机 影 响 区 中 ， Ｓ ｉ Ｃ出 现偏 析 ； 在焊核 区， Ｓ ｉ Ｃ颗 粒 较 少 。若 参 数 选 择 不 当 ， 焊 核 中心 区 出 现 了 颗 粒 消 失 现 象 。焊 缝 不 同位 置 透 射 电 镜 分 析 表 明 ， Ｓ ｉ Ｃ ／ Ａ １ 界面结 合清 晰 ， 无 脆性 相生 成 ， 并 在 其 中 发 现 了破 碎 的 Ｓ ｉ Ｃ颗
技术” 。与 传 统 的 焊 接 方 法 相 比 ， 具 有优 质、 高
效、 低耗 、 焊 接变形 小 、 无 污染等 特点 ， 从 一 出现就 备
搅拌摩擦焊可调摩擦头的研制
８．万美元。在挪威，己 ３ ７ 用该技术焊接快艇上的长为 ２ 米的铝合金结构件；美 ０ 国洛克希德． 马丁航空航天公司用该技术焊接了航天飞机外部储存液态氧的低温 容器： 在马歇尔航天飞行中心， 用该技术焊接了大型圆筒形容器。 也己 在铁路行 业中，日 本己经用 Ｆ Ｗ 技术焊接高速火车中的铝制件，油罐、货车、集装箱本 Ｓ
ａｐ ｃｔ ｎ ｐ ｌ ａｏ ． ｉ ｉ
Ｒｔ ｔ ｌ ｉ ｏ （ Ｔ ｉａ ｉ ｌ ｎｌ ｙ ｅ ａ ｈ ｇ Ｂ ｔ ａ ｃ ｂ ｐ ｔ ｌ Ｐ ） ｃｔａｔ ｈｏ ｇ ｏ ｒ ｅｒ ｉ Ｆ Ｗ． ｗ ｃ ｅａ ａ ｅ ｏ Ｒ ｒ ｎ ｓ ｉｃ ｅ ｏ ｆ ｃ ｎ Ｓ ｕ ｅ ｒ ｃ ｓ ｎ ｍｎｓ Ｆ Ｗ ｉｔ ａ ｈｏ ｏｃｒ ｗ ｌｎ ｌｅ ｅ ｉ ｔ Ｓ Ｆ ｓｙ ｅ ｏｌ ｕ ｉ ｅ ｉ ｉ ａｅｒ ｇ ｏ ｒｌ ｋｙ ｃ ｎ ｄ ｇ ｆ ｎ ｔ ｗ ｌｎ， ｄ ｏｄ ｔ ｐ ｔ ｌ ｕ ｂ ｒ ａ ｄ ｔ ｔ ｗ ｒ ｉ ｅ ｉ ｉ ｅ ｉ ａ ｓ ｎｌ ｈ ｉ ｏ ｓｏｌ ｅ ｃ ｗ ｈ ｈ ｏ ｐ ｃ ｗ ｃ ｓ ｄ ｇｎ ｅ ｃ ｙ ｎ ｈ ｄ ｅ ｅ ｉ ｅ ｋ ｅ ｈ ｈ ｅ ｏ ｌ ｈ ｌｅ ｔ ｃａｇ ｔ ｃ ｅｓ ｈ ｗ ｒ ｉ ｅ ｉ ｗ ｌｎ Ｃ ｍｍｏｌ ｔｅ ａｕｅ ｉ ｌ ｏ ｎｅ ｋ ｓ ｏ ｔ ｏ ｐ ｃ ｄｒ ｇ ｄ ｇ ｏ ｎｙ ｍｅｓｒ ｋ ｙ ｈ ｈ ｎ ｆ ｉ ｅ ｋ ｅ ｕ ｎ ｅ ｉ
交学位论文。
作 签 ：月Ｊ 者 名 包均
导签 师名
： ’邻 Ｙ 行 ｉ Ａ
时间
兰州理工大学硕士毕业论文
第一章 序论
值极小， 不经修正就有很高的表面粗糙度， 焊前焊后的处理工作大为减少。Ｔ ＷＩ
已用其试生产设备焊接出３ ２ ｍＸ ｍＸ６ ｍ的铝合金壁板且变形极小。 对于高强度
搅拌摩擦焊讲述
搅拌摩擦焊搅拌摩擦焊（Friction Stir Welding ，简称FSW ）是由英国焊接研究所于1991年提出的一种固态连[1]接方法。
与传统的熔化焊接方法相比较，搅拌摩擦焊具有晶粒细小、力学性能良好、焊接时不需使用保护气体、焊接后残余应力和变形小等优[2]点。
搅拌摩擦焊自提出以来，引起了各国学者和研究机构的广泛重视，成为了国内外的研究热点。
经过十几年的发展，搅拌摩擦焊这种新型固相焊接方法已经从技术研究层面迈向高层次的工程化和工业化应用阶段，成为铝及铝合金首选的连接工艺。
目前，搅拌摩擦焊在航空航天工业、造船业、汽车业等工业领域有了广泛的应用。
近年来，国内轨道车辆制造技术快速改进，搅拌摩擦焊技术开始用于铝合金车体制造。
搅拌摩擦焊铝合金车体的成功试制，标志着搅拌摩擦焊技术在国内轨道车辆工程化应用的开始。
1、搅拌摩擦焊工艺及接头组织性能特点1.1 搅拌摩擦焊焊接工艺过程[3]搅拌摩擦焊的焊接工艺如图1-1所示。
置于垫板上的对接工件通过夹具夹紧，以防止对接接头在焊接过程中松开。
一个带有特型焊针的搅拌焊头旋转并缓慢插入两块对接板材之间的焊缝处。
焊针的长度接近焊缝的深度，当旋转的焊针接触工件表面时，与工件表面快速摩擦产生的摩擦热使接触点材料的温度升高，强度降低。
焊针在外力作用下不断顶锻和挤压接缝两边的材料，直至轴肩紧密接触工1-接缝；2-搅拌头前沿；3-前进侧；4-母材；5-搅拌针；6-搅拌头后沿；7-焊缝；8-搅拌头旋转方向；9-后退侧图1-1 搅拌摩擦焊焊接工艺过程件表面为止。
这时，由旋转轴肩和焊针产生的摩擦热在轴肩下面和焊针周围形成大量的塑化层。
当工件相对焊针移动或焊针相对工件移动时，在焊针侧面和旋转方向上产生的机械搅拌和顶锻作用下，焊针的前表面把塑化的材料移送到焊针后表面。
这样，焊针沿着接缝前进时，搅拌焊头前头的对接接头表面被摩擦加热至轴向压力 前进方向12 3 4 56789超塑性状态。
结果，焊针摩擦接缝，破碎氧化膜，搅拌焊头后方的磨碎材料。