FSW（搅拌摩擦焊）的特点
搅拌摩擦焊（FSW）实践证明是非铁金属连接工艺，它没有母材熔化、填充金属和保护气体。因为它是固态连接工艺，搅拌摩擦焊消除了传统熔焊本身存在的大多数与再凝固相关的副作用。该工艺同时也能应用于全位置焊。 FSW的优点 三个重要特征展现了搅拌摩擦焊较之传统熔焊工艺的优势：高效率，低成本和有效连接铝合金。用传统熔焊法连接铝合金很难，或者几乎是不可能的。 FSW的优势 大容量锂离子电池搅拌摩擦焊是一种快速工艺，变形小，没有气孔，无热裂纹，能在单焊道内焊接厚铝板。这些都是效率高，生产成本低的原因。 表1显示的数据在焊接2in.厚铝型材时对FSW和GMAW两种焊接工艺作了比较。虽然FSW投资成本要高些，但由于焊接速度快，焊接准备工作成本低，所以每段长度的成本更少。 对焊接厚铝板来说，由于搅拌摩擦焊不熔化铝，所以不需要多焊道来限制线能量。它有足 人脸抓拍够的热来塑化铝，很像热压时的情况。 双重焊头设置也可用，能让用户同时焊接厚铝板的正反面，或同时焊接夹层板，从而进一步减少了线能量。同时，由于每个焊头负责材料厚度的一半，焊接总速度实质上加了倍。 使用搅拌摩擦焊的一个缺陷可能是焊接夹具投资成本，尤其是在更为复杂的焊接应用中。每边必须有足够的侧边和向下夹紧压力，以夹紧它们不离原位。这一方法可能需要用到液压传动装置。这一压力可能很大，但很合理。减少生产成本 由于500°C是该工艺的最高连接温度，气孔和热裂纹消除，所以使用搅拌摩擦焊的生产成本要低些。这个温度不足铝660°C的熔化温度（图1），尤其是在评估疲劳寿命时特别有优势。 与此相关的是由于依赖旋转触针，搅拌摩擦焊能消除熔化或焊缝熔深问题。只有极大改变工具长度，超过15%，才会影响焊缝完整性，如弯折试验时所示。工具磨损最小，在保持质量的前提下，可持续使用。 搅拌摩擦焊不需要焊接气体和耗材。因此可很大节省生产成本。气体保护电弧焊中工艺 的可变性，如焊丝直径容差和送丝问题，在搅拌摩擦焊中不需考虑。
减少焊前准备工作时间
搅拌摩擦焊焊前准备工作时间相对简单，这进一步节省了成本。只要去除油脂或其它润滑溶液就行了。换句话说，表面氧化和腐蚀对搅拌摩擦焊不会有多大的影响。实际上，该工艺有效弥补了GTAW或GMAW工艺的不足。在如航空业这些要求焊缝零缺陷的行业这一点尤为重要。
焊后修整
自动融雪设备 由于搅拌摩擦焊的锻接特性，焊缝断面很美观，大大减少了如去除熔渣和飞溅的焊后工艺。搅拌摩擦焊不需要去除污物和过度打磨。由于打磨通常要花大量时间，尤其是对长焊件来说，所以这一特点是考虑采用该工艺的主要因素。
线能量低
由于搅拌摩擦焊连接温度低，无备制接头也能焊接，在装配式部件中，焊后变形很小，或几乎不存在。在变形很成问题的大型板装配中尤为明显。各种个案研究表明，单是省去焊后的矫直工艺节省的生产成本就达到20%。
环境因素
搅拌摩擦焊没有熔化焊缝产生的有害烟气和电弧毛刺。同时，该工艺不需要和电弧焊接工艺所需的环境保护设备。因此，节省了寻、配备和卸除这些环保设备的时间。
焊接特性
许多情况下，装配设计可以简化，搅拌摩擦焊的焊缝疲劳、拉伸和屈服强度高、成本高。通过焊后热处理获得T6回火后，6xxx系列铝中的搅拌摩擦对接接头焊缝能获得90-100%未焊母材的抗拉强度。
搅拌摩擦焊焊接金属拥有屈服强度和最大拉伸强度，明显高于熔化焊缝金属。FSW一个有趣的特点就是当焊接速度增加时，能保持这些特性。表2显示了当焊接速度增加时对这些特性的影响。
矫眼镜 同时，不管焊接速度快慢，搅拌摩擦焊产生的断面硬度相似（图2）。这好象是由于焊接区内线能量低造成的。
搅拌摩擦焊的拉伸强度变化少。表3显示了与变极性等离子电弧工艺（VPPA）相比，搅拌摩擦焊的最终拉伸强度有10-22%的优势，而且可变性也较小。
角焊缝
由于割肩刀具必须总是与材料保持接触，以产生所需热量，所以用搅拌摩擦焊焊填角是
一个挑战。
因此，搅拌摩擦焊不能在接头处直接焊接填角。普遍的做法是通过凸边焊入腹板，形成强硬的T形焊缝。这一方法不需要打出多焊道焊缝，也不用非得在双焊头填角焊系统上投资。
腐蚀应注意的问题
搅拌摩擦焊缝能阻止应力腐蚀裂纹（SCC）产生。这是由于该工艺的线能量低，并能够溶解硬化沉淀物。特别是此工艺清除了2xxx (Cu) 和7xxxx (Zn)系列铝合金熔焊中的大多数腐蚀后影响。
7075和2014铝熔焊在HAZ（热影响区）产生了颗粒分界沉淀物，这轮流增加了他们各自的电势差。这就促进了静电腐蚀，从而进一步加快了机械应力的影响。
汽车尾气抽排搅拌摩擦焊过程中的热循环充足，可溶解硬化沉淀物。人们发现，虽然HAZ稍微更敏感，但2014A电流中形成的焊缝比母材更能抵制剥离腐蚀。另一方面，尽管没有迹象表明颗粒间有腐蚀，但7075中的剥离电阻比母材差。在5xxx和6xxx系列铝中情况也是这样。
展望
航天业发现搅拌摩擦焊比铆接、VPPA和GMA焊成本更低。
闪光棒
搅拌摩擦焊能避免熔焊中固有的高温，所以能连接Al和不相似的铝合金或其它包括铜、铅、锌和镁的金属合金。它能消除脆性金属间混合物产生的副作用。
和任何先进的焊接工艺一样，对搅拌摩擦焊的接受取决于那些愿意向前迈出步伐提高生产环境，并对新技术敞开大门的人。对许多应用来说，搅拌摩擦焊是替换效率低的旧技术的最好方案。
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