搅拌摩擦焊工具

搅拌摩擦焊过程中的初始熔化

通常搅拌摩擦焊被认为是一种固相连接方法 ，焊接过程中的各种特征都是在凝固温度以下出现。然而在近期研究中 ，搅拌摩擦焊原理，有的研究人员提出了搅拌摩擦焊过程中可能会出现早期熔化的观点。 例如 ， Frigard 等认为 ，在铝合金的搅拌摩擦焊过程中 ，搅拌摩擦焊工具，搅拌头肩部正下方摩擦热的产生可能会受到搅拌头和焊接界面上的低熔点共晶体形成的限制。 另外 Bjornklett等指出 ，在时效强化的 Al7030 - T6 铝合金搅拌摩擦焊过程中 ，可能会出现局部熔化现象 ;因为搅拌摩擦焊过程中较高的加热效率可能会在焊接温度达到共晶温度 (475 ℃) 时 ，搅拌摩擦焊设备，在晶界上产生大量的η- 相颗粒析出 ;后 ，Frigaard 等通过把搅拌摩擦焊接头焊核区域的亚晶粒尺寸代进 Zener - Holloman 方程式 ，然后计算从 2S - 1到 20S - 1的应变率 ，为 Al6082 - T6 和Al7108 - T79 母材金属搅拌摩擦焊过程中出现局部熔化提供了间接证据 ;计算得到的应变率的数量级低于搅拌摩擦焊过程中所使用的搅拌头的旋转速度 ;较小的应变率可以解释是由于焊接过程中搅拌头和铝合金母材金属间的滑移导致的被焊材料初始熔化的结果。

摩擦焊——气体保护摩擦焊与超塑性摩擦焊

在摩擦焊接过程中，搅拌摩擦焊，由于各种焊接因素，容易造成空气进入焊缝焊接缺陷，为了防止空气对难熔金属或活泼金属焊缝的污染、危害，可在焊接过程中采用惰性气体保护，这种方法称为气体保护摩擦焊。

在摩擦焊过程中，通过控制措施，使焊合区在焊接过程中处于超塑性状态。其优点是可避免高温下形成硬脆的金属间化合物，以及保持被焊材质的热处理状态。

搅拌头的3D情况模拟

搅拌头临近区域材料的 3 - D 模拟主要研究重点是与峰值温度相对应的材料的固相温度值附近的材料粘性。 把 Navier - Stokes 方程式和热传导方程式结合得到了数学解决方法 ，计算所得到的流变特征与 TWI 设计的搅拌头得到的试验结果进行了比较。

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