Question

搅拌摩擦焊的优缺点？

Answer 1

搅拌摩擦焊( Friction Stir Welding,W)是利用摩擦产生的热量实现板材连固态连接技术，由英国焊接研究所(TW1)于1991发明。这种方法打破了原来限于圆形断面材料焊接的概念，对于铝合金、镁合金、铜及其合金、钛合金、钢以种材料的焊接，均可获得性能优良的焊接接头。搅拌摩擦焊技术发明至今，已经发铝合金结构制造中可以替代熔焊技术的工业化实用的固相连接技术，在航空航天速舰船快艇、高速轨道列车、汽车等轻型化结构以及各种铝合金型材拼焊结构的制经展示出显著的技术和经济效益

1.1搅拌摩擦焊的原理

它是利用一种带有搅拌针旋转方向和轴肩的特殊形式的焊接工具 焊接方向后退(称之为搅拌头)进行焊接，在焊接过程中搅拌针要以一定速度前进侧旋转着插入被焊材料的结合界面处，搅拌摩擦焊搅拌头通过插入工件接缝内的搅拌

轴肩 搅拌针针、轴肩与被焊工件摩擦所产生的摩擦热的共同作用，同时结合搅拌头对焊缝金属的挤压，被焊工件处于高塑性状态，搅拌摩擦焊在搅拌头的高速搅拌和轴肩的挤压下，静轴肩搅拌摩擦焊被焊工件材料从后退侧绕过探针到前进侧尾部联合作用下形成致密的金属间结合，而后冷却形成固态焊缝，实现材料的连接。在形成搅拌摩擦焊接头时，摩擦生热是使材料待焊部位温度升高达到塑性素，电池托盘焊接工件中的温度分布、塑性区的大小与摩擦生热的速率有关；而搅拌头的搅焊缝的充分条件，只有通过搅拌头的搅拌给其周围塑化金属提供驱动力，才能缝方向移动时，搅拌头周围的塑化金属由搅拌头的前方向后方流动，并在搅拌的挤压下形成致密的焊缝。

Answer 2

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。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。

搅拌摩擦焊主要优点如下：

(1)焊接接头热影响区显微组织变化小．残余应力比较低，焊接工件不易形；
(2)能一次宪成较长焊缝、大截面、不同位置的焊接．接头高：
(3)操作过程方便实现机械化、自动化，设备简单，能耗低，功效高：
(4)无需添加焊丝，焊铝合金时不需焊前除氧化膜，不需要保护气体，成本低；
(5)可焊热裂纹敏感的材料，适合异种材料焊接：
(6)焊接过程安全、无污染、无烟尘、无辐射等。

搅拌摩擦焊缺点：焊接工件必须刚性固定，反面应有底板；焊接结束搅拌探头提出工件时，焊缝端头形成一个键孔，并且难以对焊缝进行修补：工具设计、过程参数和机械性能数据只在有限的合金范围内可得：在某种情况下，如特殊领域中要考虑腐蚀性能、残余应力和变形时，性能需进一步提高才可实际应用；对板材进行单道连接时，目前焊速不是很高：搅拌头的磨损消耗太快等．