訂制型攪拌摩擦焊的原理
攪拌摩擦焊是指利用高速旋轉(zhuǎn)的焊具與工件摩擦產(chǎn)生的熱量使被焊材料局部塑性化，當(dāng)焊具沿著焊接界面向前移動時，被塑性化的材料在焊具的轉(zhuǎn)動摩擦力作用下由焊具的前部流向后部，并在焊具的擠壓下形成致密的固相焊縫。
攪拌摩擦焊生產(chǎn)車間
常用術(shù)語：
（1）前進(jìn)側(cè)（Advancing Side, AS）和后退側(cè)（Retreating Side, RS）：以
非標(biāo)攪拌摩擦焊接設(shè)備縫中心為界，焊縫分為兩側(cè)，它由焊具的旋轉(zhuǎn)方向和前進(jìn)方向所決定。在焊縫的前進(jìn)側(cè)，焊具的旋轉(zhuǎn)方向與焊具的前進(jìn)方向相一致；而在焊縫的后退側(cè)，焊具的旋轉(zhuǎn)方向與焊具的前進(jìn)方向相反。
作用：在前進(jìn)側(cè)有部分材料向前流動，也有部分材料向后流動，并在該側(cè)發(fā)生較大的混合；而在后退側(cè)的材料只是向后流動，且有部分材料進(jìn)入前進(jìn)側(cè)。焊具前上部區(qū)域的塑化金屬主要向下流動，焊具前下部區(qū)域的塑化金屬主要沿焊具由后退側(cè)向前進(jìn)側(cè)流動；焊具后部區(qū)域上層的塑化金屬有向前、向上流動的趨勢，焊具附近中下部區(qū)域的塑化金屬向下、向后流動。
（2）焊具或攪拌頭（Welding Tool）：用于攪拌摩擦焊接的特制焊接工具稱為攪拌摩擦焊具，簡稱焊具或攪拌頭。攪拌摩擦焊具由針部（Pin）和肩部（Shoulder）組成，二者又稱攪拌針和軸肩。
作用：軸肩—通過摩擦提供焊接區(qū)材料塑化所需的熱能。軸肩端部形狀是內(nèi)凹的，可確保其下方的軟化材料在焊接過程中受到向內(nèi)的作用力并發(fā)生聚集，防止已經(jīng)塑性化的材料從焊接區(qū)中溢出，并對攪拌針后方所形成的空腔進(jìn)行填充，確保焊縫良好成形。攪拌針—除了通過
非標(biāo)攪拌摩擦焊接設(shè)備所需的一部分熱量外，主要是機(jī)械地破壞待焊母材原有的對接面，并使附近區(qū)域受到強(qiáng)烈的攪拌，造成對接表面及其附近材料的充分混合，形成具有大變形特征的、由細(xì)小等軸晶粒組成的焊核。
（3）焊核區(qū)（Weld Nugget Zone, WNZ）：焊縫中心部分稱為焊核區(qū)，該區(qū)域在焊具強(qiáng)烈攪拌摩擦作用下發(fā)生顯著的塑性變形和完整的動態(tài)再結(jié)晶，形成細(xì)小、等軸晶粒的微觀組織。
（4）熱力影響區(qū)（Thermal-Mechanically Affected Zone, TMAZ）：鄰近WNZ的外圍區(qū)域?yàn)門MAZ，在焊具的熱力作用下發(fā)生塑性變形和部分再結(jié)晶，形成由彎曲而拉長晶粒組成的微觀組織。
（5）熱影響區(qū) （Heat Affected Zone, HAZ）：TMAZ以外的部分區(qū)域?yàn)镠AZ，沒有受到焊具的機(jī)械攪拌作用，只在摩擦熱的作用下發(fā)生晶粒長大現(xiàn)象，形成較為粗大的微觀組織。
訂制型攪拌摩擦焊的應(yīng)用：
日前應(yīng)用FSW成功連接的材料有Al合金、Mg合金、鉛、鋅、銅、不銹鋼、低碳鋼等同種或異種材料，攪拌摩擦焊主要應(yīng)用在航天、航空、船舶、車輛和核能等領(lǐng)域。
航空：波音公司先投資1500萬美元，由GMAW工藝轉(zhuǎn)向FSW工藝，焊接缺陷率降低10倍，產(chǎn)品性能提高30%以上。應(yīng)用
攪拌摩擦焊接的飛機(jī)已經(jīng)在波音公司起飛。
船舶：中航工業(yè)北京賽福斯特技術(shù)有限公司自主研發(fā)成功了中國第 一臺船舶帶筋壁板
攪拌摩擦焊設(shè)備，該設(shè)備可以焊接長度 12m、寬度6m、厚度 12mm 的鋁合金帶筋壁板，滿足了中國海軍新型導(dǎo)彈快艇的研制需求。
汽車工業(yè)：轎車車門的連接已經(jīng)采用攪拌摩擦焊技術(shù)連接，效果良好。
