攪拌摩擦焊的主要優(yōu)點(diǎn)如下:
(1)焊接接頭熱影響區(qū)顯微組織變化?。畾堄鄳?yīng)力比較低,焊接工件不易變形;
(2)能一次完成較長(zhǎng)焊縫、大截面、不同位置的焊接.接頭高:
(3)操作過程方便實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化,設(shè)備簡(jiǎn)單,能耗低,功效高,對(duì)作業(yè)環(huán)境要求低:
(4)無需添加焊絲,焊鋁合金時(shí)不需焊前除氧化膜,不需要保護(hù)氣體,成本低;
(5)可焊熱裂紋敏感的材料,適合異種材料焊接:
(6)焊接過程、無污染、無煙塵、無輻射等。
攪拌摩擦焊也存在一定的缺點(diǎn):
(1)焊接工件必須剛性固定,反面應(yīng)有底板;
(2)焊接結(jié)束攪拌探頭提出工件時(shí),焊縫端頭形成一個(gè)鍵孔,并且難以對(duì)焊縫進(jìn)行修補(bǔ);
(3)工具設(shè)計(jì)、過程參數(shù)和機(jī)械性能數(shù)據(jù)只在有限的合金范圍內(nèi)可得;
(4)在某種情況下,如特殊領(lǐng)域中要考慮腐蝕性能、殘余應(yīng)力和變形時(shí),性能需進(jìn)一步提高才可實(shí)際應(yīng)用;
(5)對(duì)板材進(jìn)行單道連接時(shí),焊速不是很高;
(6)攪拌頭的磨損消耗太快等。
焊接過程中也不需要其它焊接消耗材料,如焊條、焊絲、焊劑及保護(hù)氣體等。消耗的是焊接攪拌頭。
同時(shí),由于攪拌摩擦焊接時(shí)的溫度相對(duì)較低,因此焊接后結(jié)構(gòu)的殘余應(yīng)力或變形也較熔化焊小得多。特別是Al合金薄板熔化焊接時(shí),結(jié)構(gòu)的平面外變形是非常明顯的,無論是采用無變形焊接技術(shù)還是焊后冷、熱校形技術(shù),都是很麻煩的,而且增加了結(jié)構(gòu)的制造成本。
攪拌摩擦焊(FrictionStir Welding簡(jiǎn)稱FSW)是英國(guó)焊接研究所(TWI)于1991年10月提出的發(fā)明專利。攪拌摩擦焊工藝初主要用于解決鋁合金等低熔點(diǎn)材料的焊接,關(guān)于攪拌摩擦焊工藝的特點(diǎn)和應(yīng)用等,TWI進(jìn)行了較多的研究,并于1993年、1995年分別申請(qǐng)了專利。TWI主要是與航空航天、海洋、道路交通、鋁材廠、焊接設(shè)備制造廠等大公司聯(lián)合,以團(tuán)體贊助或合作的形式開發(fā)這種技術(shù),擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。美國(guó)的愛迪生焊接研究所(Edisonwelding Institute,簡(jiǎn)稱EWI)與TWI密切協(xié)作,也在進(jìn)行FSW工藝的研究。美田的美國(guó)洛克希德·馬丁航空航天公司、馬歇爾航天飛行中心、美國(guó)海軍研究所、Dartmouth大學(xué)、德克薩斯大學(xué)、阿肯色斯大學(xué)、南卡羅利納大學(xué)、德國(guó)的Stuttgart大學(xué)、澳大利亞的Adelaide大學(xué)、澳大利亞焊接研究所等都從不同角度對(duì)攪拌摩擦焊進(jìn)行了專門研究。