【正文】 SW接頭性能提高的工藝措施。攪拌頭的選材與結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化。FSW過程熱塑性金屬的遷移規(guī)律認知。FSW產(chǎn)熱機理及熱過程。焊后熱處理規(guī)范。焊接殘余應(yīng)力與變形。異種材料FSW連接的可行性。金屬基復(fù)合材料的連接。其它輕金屬及鑄鍛材料的連接。,另一些則多為學(xué)術(shù)研究,有限元數(shù)值分析的運用方興未艾. 鋁合金攪拌摩擦焊接頭性能研究 , 通常接頭系數(shù)(接頭強度/母材強度),這在很大程度上取決于攪拌頭的形狀和工藝參數(shù). 表1 鋁合金FSW接頭的典型力學(xué)性能在國內(nèi),中國攪拌摩擦焊中心所積累的工藝基礎(chǔ)研究數(shù)據(jù)表明,非熱處理強化鋁合金,如變形防銹鋁合金LF6的FSW接頭強度可以達到與母材等強。可熱處理強化鋁合金,如硬鋁合金、鍛鋁合金LD10的FSW接頭強度,在焊后約為母材的7680%,經(jīng)人工時效處理后,可與母材等強. 攪拌摩擦焊接頭的質(zhì)量檢測與工藝標(biāo)準(zhǔn)的制訂盡管攪拌摩擦焊技術(shù)已在宇航工業(yè)、高速列車、輕型艦船以及汽車等領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用。在接頭質(zhì)量方面,采用了許多先進的無損檢測方法,如超聲波相控陣檢測技術(shù)等。但是,國際上還沒有制定出統(tǒng)一的攪拌摩擦焊接頭質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)和工藝標(biāo)準(zhǔn)，有的只是各企業(yè)內(nèi)部的企業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。鑒于在中國,攪拌摩擦焊接技術(shù)應(yīng)用日益擴大，中國攪拌摩擦焊中心率先制訂了國內(nèi)第一部攪拌摩擦焊技術(shù)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，《鋁及鋁合金攪拌摩擦焊質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)》（北京航空制造工程研究所發(fā)布，Q/9S1032004）和《鋁及鋁合金攪拌摩擦焊工藝標(biāo)準(zhǔn)》（Q/9S1022004）。這兩項標(biāo)準(zhǔn)是中國攪拌摩擦焊中心在所承擔(dān)的國防基礎(chǔ)科研課題《攪拌摩擦焊技術(shù)》的研究成果基礎(chǔ)上制訂的。在該課題中，中國攪拌摩擦焊中心完成了LFLDS147鋁合金的攪拌摩擦焊工藝研究，并按上述標(biāo)準(zhǔn),完成了運載火箭燃料貯箱模擬件的焊接。該模擬件已通過承壓試驗測試，完全滿足設(shè)計要求。因此，兩項標(biāo)準(zhǔn)的制訂具有較強的工程實踐意義。 攪拌摩擦焊在國內(nèi)的發(fā)展前景通過前兩年的技術(shù)積累和市場推廣，其中包括設(shè)備開發(fā)、工藝研究及產(chǎn)品試制等幾個方面，預(yù)測在3~5年之內(nèi)，F(xiàn)SW技術(shù)有望首先擴大應(yīng)用到航天結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)制造中，實現(xiàn)我國航天制造技術(shù)中的一大跨躍式發(fā)展。在全面性能（尤其是疲勞性能和抗腐蝕性能）研究基礎(chǔ)上，攪拌摩擦焊接技術(shù)在航空制造領(lǐng)域有可能先應(yīng)用到飛機制造中的某些非重要鋁合金承力結(jié)構(gòu)（如運輸機中的載物底板等）.隨后,逐步向重要的鋁合金承力結(jié)構(gòu)中推廣。FSW技術(shù)在這一領(lǐng)域的擴大應(yīng)用可能需要較長的時間（5~10年）。但是鑒于飛機結(jié)構(gòu)輕量化的需要,以及FSW技術(shù)在焊接輕合金（如鋁合金、鎂合金等）方面的獨特優(yōu)勢，將FSW技術(shù)用于飛機結(jié)構(gòu)的制造已是大勢所趨。鋁合金型材拼接技術(shù)的開發(fā)是攪拌摩擦焊技術(shù)在工程化、市場化中量大面廣的最重要領(lǐng)域，如軌道列車（包括高速列車,地鐵列車和鋁合金貨運車）、焊接變形小、成本低、質(zhì)量好等。以鋁合金列車為例，有統(tǒng)計表明，到2020年，我國約需新配備鋁合金客車20萬輛、鋁合金運煤車20萬輛。可見,攪拌摩擦焊接技術(shù)在我國軌道車輛、快速艦船等領(lǐng)域的大規(guī)模工程化應(yīng)用前景也非常廣闊。4 結(jié)束語1) 1) 攪拌摩擦焊作為先進的固態(tài)連接技術(shù),正在廣泛應(yīng)用于鋁合金結(jié)構(gòu)件的連接制造,大面積取代熔焊方法，尤其是在現(xiàn)代運載工具的高速化、輕型化進程中，技術(shù)經(jīng)濟效益顯著；2) 2) 近兩年來,在國內(nèi),攪拌摩擦焊基礎(chǔ)方法研究、工程應(yīng)用開發(fā)、攪拌摩擦焊設(shè)備及產(chǎn)品制造方面取得明顯進步，促進了攪拌摩擦焊在中國制造領(lǐng)域的應(yīng)用,正蓄勢待發(fā)。3) 3) 攪拌摩擦焊在方法、材料、性能和效率、成本、環(huán)保等方面顯示出的優(yōu)越性，促進了在我國航空、航天、船舶、列車、電力等工業(yè)制造行業(yè)中的大規(guī)模工程化應(yīng)用,正方興未艾。4) 高質(zhì)量的攪拌摩擦焊連接，有賴于焊接過程對各工藝參數(shù)的精確監(jiān)控：各軸的負荷、攪拌頭的溫升、焊接主軸轉(zhuǎn)速及焊接速度等；精密設(shè)計的攪拌頭、具有良好剛性的數(shù)控化機床,以及采用高精度的機器人,實現(xiàn)各類接頭的可靠連接是發(fā)展目標(biāo)。5) 5) 在充分正確認識攪拌摩擦焊中金屬遷移流動物理本質(zhì)的基礎(chǔ)上，通過數(shù)值分析建模與仿真模擬，用物理模擬驗證數(shù)值模擬 ,相輔相成，避免費時耗資的重復(fù)實驗，建立攪拌摩擦焊過程理論，正確指導(dǎo)這項新技術(shù)在未來發(fā)展中的新突破。6) 攪拌摩擦焊技術(shù)在未來發(fā)展中，突破高熔點金屬材料連接工程化應(yīng)用的關(guān)鍵是：攪拌頭材料的正確選擇,攪拌頭型面的優(yōu)化設(shè)計和壽命的提高.參考文獻1. Thomas M W, Nicholas E D, Needham J C, et al. Friction Stir Welding. GB Patent Application, 99125978. 199112082. Nicholas E D. Friction Stir Welding—A Decade On. Proceedings of IIW Asian Pacific Regional Congress. Welding Technology Institute of Australia. Melbourne, Victoria, Australia. 29 Nov., 20003. 攪拌摩擦焊最具革命性的焊接新技術(shù). 專訪報導(dǎo). 航空制造技術(shù). 2003年11期4. Thomas M W. Friction Stir Welding of Ferrous Materials: A Feasibility Study. Proceedings of the 1st Int’l Symp. on FSW, June 1999. Thousand Oaks, California. USA5. Packer S. et al. Tool and Equipment Requirements for FSW Ferrous and Other High Melting Temperature Alloys. Proc. of the 4th Int’l Symp. on FSW. City. USA6. 關(guān) 橋, 攪拌摩擦焊未來的連接技術(shù),工程前沿—香山會議文集, 第1卷,未來的制造科學(xué)與技術(shù),柳百成主編,高等教育出版社,2004年12月7. Marie F. et al, Development of the Bobbin Tool Technique on Various Aluminum Alloys, Proc. of 5th Int’l Symposium on Friction Stir Welding, Metz, France,1416 16