【正文】 蝕反應(yīng)比母材快一些外 ,其金相組織與母材沒有多大區(qū)別。 攪拌摩擦焊技術(shù)所涉及到的主要技術(shù)術(shù)語定義 攪拌頭（ Pin tool）－攪拌摩擦焊的施焊工具； 攪拌頭軸肩（ Tool Shoulder）－攪拌頭與工件表面接觸的肩臺部分； 攪拌針（ Tool Pin）－攪拌頭插入工件的部分； 前進側(cè)（ Advancing Side）－焊接方向與攪拌頭軸肩旋轉(zhuǎn)方向一致的焊縫側(cè)面； 回轉(zhuǎn)側(cè)（ Retreating Side）－焊接方向與攪拌頭軸肩旋轉(zhuǎn)方向相反的焊縫側(cè)面 攪拌摩擦焊除了具有普通摩擦焊技術(shù)的優(yōu)點外，還可以進行多種接頭形式和不同焊接位置的連接。攪拌針和軸肩磨擦接縫 , 破碎氧化膜，攪拌和重組攪拌針后方的磨碎材料。 (3)當(dāng)工件相對攪拌針移動或攪拌針相對工件移動時 ,在攪拌針側(cè)面和旋轉(zhuǎn)方向上產(chǎn)生的機械攪拌和頂鍛作用下 ,攪拌針的前表面把塑化的材料移送到攪拌針后表面。 (2)當(dāng)旋轉(zhuǎn)的攪拌針接觸工件表面時 ,與工件表面的快速摩擦產(chǎn)生的摩擦熱使接觸點材料的溫度升高 , 強度降低。 5 攪拌摩擦焊原理 (1)一個帶有特型攪拌針的攪拌頭旋轉(zhuǎn)并緩慢的將攪拌針插入兩塊對接板材之間的焊縫處。 攪拌摩擦焊接頭性能數(shù)據(jù)一致性較好，工藝穩(wěn)定，焊接接頭質(zhì)量容易保證。 例如 ,對于 2023T6鋁合金， FSW焊接頭性能比 TIG焊高 16％ 。試驗數(shù)據(jù)表明焊接接頭的抗拉強度達到了母材的 91％，試樣延伸率達到了 25％，接頭組織晶粒細化、均勻而致密，消除了母材的鑄造缺陷。焊接過程能耗小，無需填充材料，焊接成本低 . 圖 攪拌摩擦焊焊接紫銅板全貌 金屬在焊接過程中不熔化，熱輸入量??；焊縫的連接是在金屬受擠壓的狀態(tài)下完成的，焊接接頭不會產(chǎn)生熔化焊焊接接頭的氣孔和裂紋等一類缺陷，焊縫缺陷少；攪拌摩擦焊類似于機械加工過程，容易實現(xiàn)自動化控制，而且沒有熔化焊中的電壓，電流，強光，金屬粉塵等現(xiàn)象，工作環(huán)境環(huán)保清潔。焊縫外觀均勻光滑，無缺陷，相對于熔焊焊接變形極小。 最近 ,又開發(fā)了可以連接 焊技術(shù)。 2023年，英國焊接研究所已經(jīng)能夠單道單面實現(xiàn)100毫米厚鋁合金板材的攪拌摩擦焊。 1997年實現(xiàn)了 12~25毫米厚鋁合金板的攪拌摩擦焊，并且在宇航結(jié)構(gòu)件上得到應(yīng)用。 4攪拌摩擦焊 采用攪拌摩擦焊技術(shù)不僅能焊接幾乎所有熔焊能夠焊接的金屬 ,而且能焊接許多熔化焊接性能差的金屬 ,如鋁合金、鈦合金、銅合金等 攪拌摩擦焊除了具有摩擦焊的特點外，更重要的是可焊接各種板材的焊接接頭，因此可用于結(jié)構(gòu)焊接 . 攪拌摩擦焊發(fā)明初期主要解決厚度 ~6毫米的鋁合金板材焊接問題 。焊機可附加很多自動化設(shè)備和加工裝置，從而創(chuàng)造出一個高度柔性和自動化的完整系統(tǒng)，以適應(yīng)用戶的各種要求。 為適應(yīng)特種用途還要開發(fā)慣性摩擦焊、徑向摩擦焊，攪拌摩擦焊、雙頭摩擦焊，立式摩擦焊及水下摩擦焊等多種特種摩擦焊機。 3摩擦焊設(shè)備與工程應(yīng)用 隨著摩擦焊技術(shù)的廣泛應(yīng)用，摩擦焊設(shè)備也得到了迅速的發(fā)展， 2023年不完全統(tǒng)計全世界共有 5000多臺摩擦焊機用于焊接生產(chǎn)。在電控技術(shù)和機械技術(shù)高度發(fā)展的前提下，為大噸位相位摩擦焊機的研制提供了可能。 (5)相位摩擦焊 可實現(xiàn)有相位要求的工件的摩擦焊接，擴大了摩擦焊的應(yīng)用領(lǐng)域。 (4)攪拌摩擦焊 攪拌摩擦焊 技術(shù)是 1991年英國焊接研究所發(fā)明的固相連接技術(shù)，它在航空、航天、船舶、海洋工業(yè)、武器裝備以及高速列車等領(lǐng)域的輕結(jié)構(gòu)制造中的應(yīng)用研究得到廣泛開展。它可以焊接更不規(guī)則截面的構(gòu)件，象葉片與渦輪等。由于以上這些優(yōu)點，摩擦焊技術(shù)被譽為未來的綠色焊接技術(shù)。焊接過程不發(fā)生熔化，屬固相熱壓焊，接頭為鍛造組織，因此焊縫不會出現(xiàn)氣孔、偏析和夾雜，裂紋等鑄造組織的結(jié)晶缺陷，焊接接頭強度遠大于熔焊、釬焊的強度，達到母材的強度； 2) 效率高。 中國是世界上研究摩擦焊最早的國家之一，1957年實現(xiàn)了 Al/Cu摩擦焊接。 1891年，美國批準(zhǔn)了第一個專利，連接鋼纜。 柔性好，速度高，每秒最多打 3000個孔 束的入射角變化范圍打，最大傾角可達 70度 典型產(chǎn)品 玻璃纖維整流罩 離心分離器管， 50000個 衛(wèi)星燃料系統(tǒng)中多孔鈦板， 20 106個 /m2 (2)表面改性 1)表面淬火 相變溫度以上 2)表面回火 /退火 3)表面重熔 熔化溫度以上 4)表面合金化 5)表面涂層 (4)電子束物理氣相沉積 1970年代，巴頓焊研所開始了電子束物理氣相沉積設(shè)備及工藝的研究。國內(nèi)第一臺自行設(shè)計、自行制造的高壓電子槍和大型真空室。 (2)國內(nèi) 1)電子束焊接設(shè)備 中壓真空電子束焊機較成熟，高壓大部分進口。 2)電子束特性的定量研究 3)雙搶電子束及填絲電子束焊接技術(shù)的研究 日、德、俄等開展填絲電子束焊。 4）焊前預(yù)熱或預(yù)置坡口 減少熱量沿焊縫橫向的熱傳導(dǎo)損失，利于增加熔深。 2)脈沖電子束焊 功率相同，脈沖更有效的增加熔深。 (2)獲得深熔焊的工藝方法 1）電子束水平入射焊 降低了小孔通道封堵作用。 4)聚焦電流 If 當(dāng)焊件厚度大于 10mm時，通常采用下焦點，且焦點在焊縫熔深的 30％處。 2)電子束流 Ib 主要調(diào)整參數(shù)，以適應(yīng)不同焊接工藝的需要。 電子槍抽真空系統(tǒng)、工作室抽真空系統(tǒng) (5)電子束焊機現(xiàn)狀 1)大型真空電子束焊機 幾十立方米到幾百立方米： 280、 1 400、 800 2)局部真空電子束焊機 節(jié)省抽氣時間 3）通用電子束焊機 4）批量生產(chǎn)用小型真空電子束焊機 7電子束焊的焊接工藝 (1)焊接參數(shù) 1)加速電壓 Ua 大多數(shù)保持不變。 (3)控制及調(diào)整系統(tǒng) (4)工作室及抽真空系統(tǒng) 工作室尺寸及設(shè)計。 電子槍一般安裝在真空室外，有時安裝在真空室內(nèi)可運動的傳動機構(gòu)上，動槍。 (1)電子槍 產(chǎn)生電子使之加速、會聚成電子束的裝置。 All metallic materials can be melted using a focused electron beam and, in consequence, most pure metals and alloys can be successfully welded . Steels and iron alloys CMn and structural steels Alloy steels Stainless steels Soft iron Nickel alloys Aluminium and magnesium