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搅拌摩擦焊是搅拌头高速旋转并与被焊工件摩擦，产生热量形成热塑性层，搅拌头与工件相对运动，在搅拌头前面不断形成的热塑性金属转移到搅拌头后面，填满后面的空腔，从而形成连接的方法。搅拌头由特型指棒、夹持器和圆柱体组成。焊接开始时，搅拌头高速旋转，特型指棒迅速钻入被焊板材的焊缝，与特型指棒接触处的金属摩擦生热，形成了很薄的热塑性层。当特型指棒钻入工件表面以下时，部分金属被挤出表面，轴肩与被焊工件表面摩擦产生热量。又由于背面垫板的密封作用，不断地产生热塑性金属形成焊缝。在整个过程中空腔的产生于填满连续进行，焊缝区金属经历这被挤压、摩擦生热、塑性变形、转移、扩散、再结晶等过程。

摩擦焊接以其优质、高效、节能、无污染的技术特色，在航空、航天、核能、兵器、汽车、电力、海洋开发、机械制造等新技术和传统产业部门得到了愈来愈广泛的应用。下面以摩擦焊接在航空航天工业与汽车工业中的应用举例说明。搅拌摩擦焊(1)航空航天工业随着现代高性能军用航空发动机的不断更新，其主要性能指标推重比亦不断提高。同时对发动机的结构设计、材料及制造工艺均提出了更高的要求。从70年代起，以美国GE公司为代表，在军用航空发动机转子部件（盘+盘、盘+轴）制造中，率先成功地采用了惯性摩擦焊接技术。美国T e x t r o n L y c o m i n g公司生产的新型大功率T 55涡轮喷气发动机的前盘与前轴、后轴的连接都是采用盘+轴一体的摩擦焊接结构。P&W公司将摩擦焊接列为80年代发动机制造中的五项重大焊接技术之一；德国M T U公司正在开展高压压气机转子等大型部件的摩擦焊接技术研究；法国海豚发动机也将摩擦焊接推广应用于减速器锥形齿轮的焊接，等等。国外一些先进的航空发动机制造公司已将摩擦焊接作为焊接高推重比航空发动机转子部件的主导的、典型的和标准的工艺方法。普遍认为摩擦焊是可靠、再现性好和可信赖的焊接技术。

在压力作用下，是在恒定或递增压力以及扭矩的作用下，利用焊接接触端面之间的相对运动在摩擦面及其附近区域产生摩擦热和塑形变形热，使及其附近区域温度上升到接近但一般低于熔点的温度区间，材料的变形抗力降低、塑性提高、界面的氧化膜破碎，在顶锻压力的作用下，伴随材料产生塑性变形及流动，通过界面的分子扩散和再结晶而实现焊接的固态焊接搅拌摩擦焊机械零件的金属表面由于而粘结、焊合的现象是很普遍的。在金属的切削加工和机器的高速转动过程中，常常发现两个金属零件表面，由于摩擦生热而焊接在一起的情况。

搅拌摩擦焊作为一种多学科交汇的新方法，可以发展出纵缝焊接、环缝焊接、无匙孔焊接、变截面焊接、自支撑双面焊接、空间3D曲线焊接、搅拌摩擦点焊、回填式点焊、搅拌摩擦焊表面改性处理、搅拌摩擦焊超塑性材料加工等多种连接加工方法和技术。历经近十年的快速发展，赛福斯特公司已成功开发了60余套搅拌摩擦焊设备，将搅拌摩擦焊技术应用于我国航空、航天、船舶、列车、汽车、电子、电力等工业领域中，创造了可观的社会经济效益，为铝、镁、铜、钛、钢等金属材料提供了完美的技术解决方法，为国内外用户提供了不同类型、不同用途的搅拌摩擦焊工业产品加工，包括：航天筒体结构件、航空薄壁结构件、船舶宽幅带筋板、高速列车车体结构、大厚度雷达面板、汽车轮毂、集装箱型材壁板、各种结构散热器及热沉器等。

自1991年英国焊接研究所发明搅拌摩擦焊开始，美国和欧洲率先使此技术用于航天运载工具的焊接，从一定程度上解决了轻质合金焊接性差的一系列问题。迄今为止，航空航天技术已是衡量一个国家国防实力乃至综合国力的重要指标。越来越多的国家投入大量的资金来发展太空运输工具，箭体材料呈轻质、高强的发展方向，国外箭体材料已经发展到第三代铝锂合金，其关键的连接技术已由最初的钨极氩弧焊发展到搅拌摩擦焊，且已成功用于美国Delta系列，Atlas系列火箭筒体、航天飞机的高质量焊接。日本三菱重工已经开发出双轴肩搅拌摩擦焊技术， 并将其应用于新型运载火箭 H-2B 贮箱的筒段的焊接。在航空领域，美国波音公司、英国空中客车公司等航空巨头公司已在飞机结构件上成功运用搅拌摩擦焊技术。美国大型军用运输机 C-17 的舱内地板和载货斜坡地板采用了搅拌摩擦焊技术；F-15战斗机尾翼整流罩也采用了搅拌摩擦焊技术；空客公司采用搅拌摩擦焊对A430大型客机翼肋进行焊接；美国月蚀公司在 Eclipse-500 型商务飞机上采用搅拌摩擦焊技术全面替代了铆钉连接结构搅拌摩擦焊技术已成为飞机制造的关键技术之一。

搅拌摩擦焊应用前景搅拌摩擦焊在欧美等发达国家航空航天制造领域的工业化应用得到突飞猛进的发展， 得益于在焊接机理及焊接工艺等基础研究领域的高度重视和全力投入。我国搅拌摩擦焊技术引进已有十余年。但搅拌摩擦焊在宇航领域的的工业化是一项庞大的系统工程，需要国家的大力支持和相关单位的大力合作才能缩小与欧美发达国家的差距。面对我国航空航天领域的高速发展，搅拌摩擦焊在未来几年将迎来快速发展和应用高峰，同时这也需要国家的扶持和千千万万焊接工作者的努力，为中国航空航天工业的发展贡献力量。