1攪拌摩擦焊的工作原理及特點

   攪拌摩擦焊接時，攪拌頭一邊高速旋轉，一邊沿著焊接方向前進，焊接過程中，攪拌頭軸肩與被焊工件表面摩擦產生熱量使工件達到塑性狀態，塑性狀態的金屬在攪拌頭旋轉壓力的擠壓作用下，沿攪拌針從前進側被攪拌到后退側，隨著攪拌頭的移動，高度塑性變形的金屬流向攪拌頭的后部，冷卻后形成焊縫。在實際工作中，攪拌摩擦焊的焊核由于受到攪拌頭的高速旋轉擠壓作用，該區原始的組織晶粒被攪拌破碎，同時在軸肩與母材摩擦產生的熱作用下，發生動態再結品，由母材軋制狀組織變為細小的等軸晶。

   熱機械影響區在攪拌頭的高速旋轉作用下發生明顯塑性變形，受到的摩擦熱低于焊核，不足以使組織發生再結晶，因此只發生部分長大。熱影響區在熱循環作用下，組織晶粒發生一次長大，該區組織明顯粗化，甚至比母材還粗大。焊接時攪拌頭緩慢插入母材中，摩擦頭的軸肩與板材的表面緊密接觸并壓入一定深度。焊接時摩擦頭高速旋轉并沿待焊板材的接縫向前運動。摩擦頭的軸肩、攪拌針與試件摩擦生熱，產生的摩擦熱使攪拌針周金屬處干熱朔性狀態。

   在摩擦攪拌過程中軸肩一方面提供了大部分的摩擦熱，吳一方面軸肩的下壓作用防止了塑性狀態金屬的溢出，攪拌針前方塑性狀態下的金屬在摩擦頭的驅動下向后方流動。在攪拌頭的摩擦攪拌作用下，攪拌針周圍的材料形成朔性層，從而形成了攪拌摩擦焊焊縫，使待焊件焊為一個整體。同時，因為攪拌摩擦焊焊接溫度在鋁合金熔點以下，使其與普通熔化焊有不同的本質，相應地帶來了一系列優點 :

      (1)多種材料混合焊。攪拌摩擦焊作為一種固相連接方法，幾乎能夠焊接所有的鋁合金材料，包括那些難于用熔化焊方法連接的高強鋁合金材料，隨著攪拌摩擦焊焊接工具的開發和焊接技術的發展，攪拌摩擦焊技術己能夠焊接其它有魚金屬，如鉛、鋅、鎂及鎂合金、銅及銷合金、欽合金，甚至能夠用于焊接不銹鋼、低碳鋼等黑色金屬。

    (2)不受接頭形式的限制。攪拌摩擦焊可以進行多種接頭形式的焊接，如對接接頭、搭接接頭、角接接頭及T形接頭等。攪拌摩擦焊也適用干環形、圓形、非線性和立體焊縫。由于重力對這種固相焊接方法沒有影響，攪拌摩擦焊可以用于全位置焊接，如橫焊、立焊、仰焊、環形軌道自動焊等。攪拌摩擦焊已經成功地焊接了星際 (宇宙)飛行器鋁合金燃料箱的縱向對接焊縫和環形搭接焊縫。

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