搅拌摩擦焊接

一、原理

搅拌摩擦焊（Friction Stir Welding）是基于摩擦焊接技术一种固相焊接技术，1991 年由英国焊接研究所（TWI）发明。其原理是一个非耗损的搅拌头旋转扎入焊接工件的连接界面，当搅拌头向前沿着焊缝移动时，塑化金属在机械搅拌和顶锻作用下形成致密的固相联接。

纵截面

搅拌摩擦焊示意图

顶截面

二、优点

1. 高度一致的焊接质量，无需高的操作技能和训练； 2. 单面焊接的厚度为1.6～15 mm；

3. 焊接接口部位只需去油处理，无需打磨或洗刷； 4. 不需焊丝和保护气氛；

5. 节省能源，单面焊12.5 mm深度所需动力仅为3 KW； 飞火6. 焊接表面平整，不变形，无焊缝凸起和焊滴，无需后续处理；

汽船7.无电弧、无磁冲击、闪光、辐射、烟雾和异味，不影响其它电器设备使用，绿色环保； 8.焊接温度低于合金的熔点，焊缝无孔洞、裂纹和元素烧损。

搅拌摩擦焊在宇航、船舶、高速列车、汽车等制造领域具有广阔的技术应用前景。

焊接实验室 2006年8月

FSW-3LM-002龙门式数控搅拌摩擦焊机

一、设备简介

江苏科技大学是中国搅拌摩擦焊中心（CFSWC）和英国焊接研究所（TWI）共同授权的搅拌摩擦焊学术研究二级许可单位，拥有中国第一台商业专用搅拌摩擦焊设备——FSW-3LM-002。整套设备包括精密主轴单元、三坐标数控移动工作台、龙门式机架、机头滑枕、平板及筒形件的纵、环缝夹具，人机控制界面、4坐标控制系统、先进焊接参数传感、控制、记录系统等。

该焊机可以焊接厚度为3～15mm所有牌号的铝合金板材和直径小于Ф800mm的筒形件，以及铝基复合材料，镁及镁合金，锌及锌合金，铜及铜合金，钛及钛合金，铅及铅合金，碳钢和不锈钢等，还可实现异种材料的连接。能完成对接、搭接、丁字等多种接头方式，并大大提高焊接接头的力学性能，排除熔焊缺陷产生的可能性。 二、教学和科研应用

教学方面，可利用该设备进行本科和研究生教育，开设 “焊接方法与设备”课程的相关实验教学，为本科毕业生提供毕业设计课题和实验条件，吸引大三学生开展学生科研活动。

科研方面，教师和研究生可在搅拌摩擦焊机理、微观组织、力学性能和搅拌摩擦焊的核心技术搅拌头等方面进行基础研究，并在工程实践上推广和应用。

不锈钢的搅拌摩擦焊接接头及金相 铝合金的搅拌摩擦焊金相组织

焊接实验室 2006年8月

搅拌摩擦焊焊机操作规程

1. 打开电闸；

2. 按下遥控器上的紧急停止按钮；

3. 打开控制柜上电源开关，三个灯都亮，说明电源正常，否则关闭电源开关，检查有关开关和保险丝，直到检测出问题并修复为止；

4. 启动操纵台上的电源开关，电源指示灯亮，给控制柜送电； 5. 按控制柜上F4（手动）按钮，出现一个红色条框。正常情况没有向下的白色箭头，如果有按向下↓按钮，查看错误情况； 6. 如果没有问题，打开遥控器上的红色按钮，这时主轴电机通电，工作灯亮；

7. 进行编程或采用已有的程序；

8. 在进行搅拌头位置调整时，向窗口方向为X＋，向窗口的反方向为X—；向文件柜方向为Y＋，向文件柜反方向为Y—；向上为Z＋，向下为Z—；

9. 焊接结束后首先按下遥控器上的红色按钮，然后计算机关机，关闭操纵台上的电源开关，关闭控制柜上电源开关，关闭电闸。 注意：搅拌摩擦焊焊机属于大型贵重实验设备，在进行搅拌摩擦焊焊接操作前必须熟知设备的性能以及经过培训，严禁没有经过培训的人员操作该设备。

焊接实验室 2006年8月