轴肩下压量对搅拌摩擦焊搭接焊缝界面迁移的影响

搅拌摩擦焊实验报告1. 实验目的(1) 了解搅拌摩擦焊的基本原理；(2) 了解搅拌摩擦焊的设备及其工艺流程；(3) 初步了解焊接工艺参数对搅拌摩擦焊焊缝成形的影响。

2. 实验概述搅拌摩擦焊方法与常规摩擦焊一样。

搅拌摩擦焊也是利用摩擦热与塑性变形热作为焊接热源。

不同之处在于搅拌摩擦焊焊接过程是由一个圆柱体或其他形状（如带螺纹圆柱体）的搅拌针(welding pin)伸入工件的接缝处，通过焊头的高速旋转，使其与焊接工件材料摩擦，从而使连接部位的材料温度升高软化。

同时对材料进行搅拌摩擦来完成焊接的。

焊接过程如图所示。

在焊接过程中工件要刚性固定在背垫上，焊头边高速旋转，边沿工件的接缝与工件相对移动。

焊头的突出段伸进材料内部进行摩擦和搅拌，焊头的肩部与工件表面摩擦生热，并用于防止塑性状态材料的溢出，同时可以起到清除表面氧化膜的作用。

在焊接过程中，搅拌针在旋转的同时伸入工件的接缝中，旋转搅拌头（主要是轴肩）与工件之间的摩擦热，使焊头前面的材料发生强烈塑性变形，然后随着焊头的移动，高度塑性变形的材料逐渐沉积在搅拌头的背后，从而形成搅拌摩擦焊焊缝。

搅拌摩擦焊对设备的要求并不高，最基本的要求是焊头的旋转运动和工件的相对运动，即使一台铣床也可简单地达到小型平板对接焊的要求。

但焊接设备及夹具的刚性是极端重要的。

搅拌头一般采用工具钢制成，焊头的长度一般比要求焊接的深度稍短。

应该指出，搅拌摩擦焊缝结束时在终端留下个匙孔。

通常这个匙孔可以切除掉，也可以用其它焊接方法封焊住。

针对匙孔问题，已有伸缩式搅拌头研发成功，焊后不会留下焊接匙孔。

焊接过程中也不需要其它焊接消耗材料，如焊条、焊丝、焊剂及保护气体等。

唯一消耗的是焊接搅拌头。

同时，由于搅拌摩擦焊接时的温度相对较低，因此焊接后结构的残余应力或变形也较熔化焊小得多。

特别是Al合金薄板熔化焊接时，结构的平面外变形是非常明显的，无论是采用无变形焊接技术还是焊后冷、热校形技术，都是很麻烦的，而且增加了结构的制造成本。

轴肩下压量对5083铝合金板搅拌摩擦焊接头性能的影响殷铭;李强伟
【期刊名称】《轻合金加工技术》
【年(卷),期】2017(045)010
【摘要】采用不同轴肩下压量进行了汽车5083用铝合金板的搅拌摩擦焊接,并进行了焊接接头的室温拉伸性能和冲击性能测试与分析.结果表明,随轴肩下压量从0逐渐增加到0.3 mm,接头室温拉伸性能和冲击性能均先提高后下降.与下压量为0相比,下压量为0.2 mm时,接头抗拉强度增大了75 N/mm2,屈服强度增大了39 N/mm2,断面收缩率增大了11.8％,冲击吸收功增大了25 J.轴肩下压量优选为0.2 mm.
【总页数】4页(P53-56)
【作者】殷铭;李强伟
【作者单位】苏州工业职业技术学院,江苏苏州215104;苏州大学工程训练中心,江苏苏州215021
【正文语种】中文
【中图分类】TG453.9;TG457
【相关文献】
1.轴肩压入量对铝合金/钢搅拌摩擦焊搭接接头组织和性能的影响 [J], 黎祥民;罗磊;陈毕达;罗巧;张硕;
2.轴肩下压量对搅拌摩擦焊搭接焊缝界面迁移的影响 [J], 魏鹏;邢丽;徐卫平
3.DP600/AZ31无匙孔搅拌摩擦点焊轴肩下压量对接头性能的影响 [J], 王希靖;许有伟;魏万奎;张亮亮
4.轴肩下压量对搅拌摩擦焊搭接接头力学性能的影响 [J], 邢丽;魏鹏;宋骁;柯黎明
5.轴肩型面对角接接头静轴肩搅拌摩擦焊缝成形的影响 [J], 夏佩云;尹玉环;董吉义;吕红亚;王春明;赵慧慧;封小松
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第12卷第5期精密成形工程2020年9月JOURNAL OF NETSHAPE FORMING ENGINEERING145轴肩直径对6061铝合金搅拌摩擦焊轴向力的影响郑延召1，牛文涛2，李小欣1，张成聪3，陈玉华2，黄永德2（1. 河南平高电气股份有限公司，河南平顶山 467001；2. 南昌航空大学江西省航空构件成形与连接重点实验室，南昌 330000；3. 上海航天设备制造总厂有限公司，上海 200245）摘要：目的降低搅拌摩擦焊接过程中的轴向力，选择直径合适的轴肩，提高搅拌摩擦焊的焊接效率以及接头性能。

方法设计并使用了3种不同轴肩直径的搅拌头（9，12，15 mm）对6061铝合金进行焊接，记录并分析焊接轴向力的变化，观察焊缝表面形貌及微观组织，选择合适的轴肩直径。

结果“轴向力-时间”曲线上下起伏，当轴肩直径为15 mm时，曲线呈现较大的起伏；随着轴肩直径的减小，焊接轴向力也随之减小，当焊接速度为95 mm/min，搅拌头旋转速度为1500 r/min时，轴肩直径为9 mm的搅拌头所产生的平均轴向力最小，最小值约为2311 N；9 mm轴肩焊接所形成的焊缝表面形貌光滑，飞边量少；轴肩直径越小，焊核区晶粒尺寸越细小，当轴肩直径为9 mm时，焊核区晶粒尺寸为9.77 μm。

结论在相同的焊接参数下，选用9 mm轴肩所产生的轴向力小，焊缝表面形貌优，焊核区晶粒尺寸细化，接头力学性能好。

关键词：搅拌摩擦焊；轴肩直径；微观组织；焊接轴向力；6061铝合金DOI：10.3969/j.issn.1674-6457.2020.05.019中图分类号：TG40 文献标识码：A 文章编号：1674-6457(2020)05-0145-06Effect of Shaft Shoulder Diameter on Axial Force of 6061 AluminumAlloy Friction Stir WeldingZHENG Yan-zhao1, NIU Wen-tao2, LI Xiao-xin1, ZHANG Cheng-cong3, CHEN Yu-hua2, HUANG Yong-de2(1. Henan Pinggao Electric Co., Ltd., Pingdingshan 467001, China; 2. Jiangxi Key Laboratory of AerospaceComponent Forming and Connection, Nanchang Aeronautical University, Nanchang 330000, China;3. Shanghai Aerospace Equipment Manufacturing Co., Ltd., Shanghai 200245, China)ABSTRACT: This work aims to reduce the axial force during friction stir welding, choose a shaft shoulder of suitable diameter to improve the welding efficiency and joint performance of friction stir welding. Three tools with different shoulder diameters (9, 12, 15 mm) were designed and used to weld 6061 aluminum alloy. The change of welding axial force, observe the surface mor-phology and microstructure of the weld were recorded and analyzed, and the right shoulder diameter was chosen. The results showed that the "axial force-time" curve fluctuated up and down. When the shaft shoulder diameter was 15 mm, the curve showed large fluctuations. As the shaft shoulder diameter decreased, the welding axial force also decreased. While the travel speed was 95 mm/min, and the rotation speed was 1500 r/min, the average axial force generated by the tool with a shoulder di-ameter of 9 mm was the smallest, and the minimum value was about 2311 N. The surface of the weld formed by 9 mm shaft shoulder welding was smooth and had little flash. The smaller the shoulder diameter, the smaller the grain size in the weld nug-get. When the shoulder diameter was 9 mm, the grain size of the weld nugget was 9.77 μm. It can be concluded that under the same welding parameters, the axial force generated by the 9 mm shoulder is small, and the surface appearance of the weld is good. The smaller the grain size in the weld nugget, and the better the mechanical properties of the joint.收稿日期：2020-07-01基金项目：江西省优势科技创新团队重点项目（20181BCB19002）；上海航天科技创新基金（SAST2018-058）作者简介：郑延召（1985—），男，工程师，主要研究方向为金属材料焊接及热处理。

铝合金双轴肩搅拌摩擦焊搅拌头设计、接头组织和性能研究双轴肩搅拌摩擦焊技术(Bobbin Tool Friction Stir Welding,BTFSW)作为搅拌摩擦焊领域的拓展技术,利用下轴肩代替背部刚性垫板,大大减小了垂直方向上的锻压力,降低了装夹要求及夹具成本,同时消除了根部未焊透问题。

因此在工程实践中有很高的应用价值。

本文针对4mm厚6061-T6铝合金设计了不同的轴肩形貌及搅拌针形貌,并进行双轴肩搅拌摩擦焊试验,研究了搅拌头形貌和焊接工艺参数对接头成形及抗拉强度的影响。

分析了双轴肩搅拌摩擦焊接头各区域组织特点,并总结接头中容易出现的缺陷类型及缺陷对接头抗拉强度的影响。

主要的研究成果如下:在搅拌头为平面轴肩和圆柱形搅拌针不变的情况下,焊接接头随着上轴肩下压量的减小,接头上表面飞边量先减小后增加,下表面飞边量逐渐增加;随着旋转速度的增加,接头表面易出现鱼鳞纹且逐渐由不均匀变得均匀;随着焊接速度增加,焊接接头上表面后退侧飞边从无到有,且飞边量增加;同时上下表面接头鱼鳞纹逐渐变得均匀。

根据双轴肩搅拌摩擦焊接头中微观组织特点,接头可分为母材区(BM)、热影响区(HAZ)、热力影响区(TAMZ)及焊核区(WNZ)四个区域,其中焊核区为等轴晶粒,热力影响区晶粒为发生塑性变形的板条状晶粒,热影响区为发生粗化的板条状晶粒。

通过正交试验发现各因素对接头宏观形貌影响的主次顺序依次为:轴肩形貌、旋转速度、轴肩下压量、搅拌针形貌、焊接速度。

各因素对接头抗拉强度影响的主次顺序依次为:轴肩下压量、轴肩形貌、搅拌针形貌、旋转速度、焊接速度。

焊接头容易出现的缺陷类型分别为孔洞缺陷、弱结合缺陷、S线缺陷;其中孔洞缺陷易出现在前进侧WNZ与TMAZ交界处和WNZ偏向后退侧区域,弱结合缺陷易出现在前进侧WNZ与TMAZ交界处,S线缺陷易出现在WNZ偏向后退侧区域。

通过对比发现接头中S线缺陷区域的冶金结合程度不同,如果该区域冶金结合程度较差,则可能会影响接头的抗拉强度,如果该区域的冶金结合程度较好,则对接头的抗拉强度没有影响。

搅拌针表面螺纹头数与轴肩下压量对金属轴向迁移的影响王晓东;柯黎明;邢丽;杨成刚【摘要】研究搅拌针表面螺纹头数与轴肩下压量对8 mm厚的LY12铝合金板材在搅拌摩擦焊过程中焊缝塑性金属在搅拌针轴向的迁移量的影响.结果表明:螺纹内的塑性金属因受到螺纹表面挤压力和螺纹表面与金属间摩擦力的共同驱动而在搅拌针轴向产生迁移,单位时间内塑性金属的轴向迁移量取决于引起金属迁移的驱动力大小和单位长度螺纹内携带金属的量.增加搅拌针表面螺纹头数和增大焊缝所受轴向的挤压力均能使焊缝塑性金属的轴向迁移量增加,其宏观表现为呈"洋葱瓣"花纹状的焊核横截面积增大.【期刊名称】《中国有色金属学报》【年(卷),期】2010(020)001【总页数】6页(P100-105)【关键词】搅拌摩擦焊;迁移量;"洋葱瓣"花纹;焊核横截面积【作者】王晓东;柯黎明;邢丽;杨成刚【作者单位】南昌航空大学,轻合金加工科学与技术国防重点学科实验室,南昌,330063;南昌航空大学,轻合金加工科学与技术国防重点学科实验室,南昌,330063;南昌航空大学,轻合金加工科学与技术国防重点学科实验室,南昌,330063;南昌航空大学,轻合金加工科学与技术国防重点学科实验室,南昌,330063【正文语种】中文【中图分类】TG453焊接过程中塑性金属的迁移是搅拌摩擦焊焊缝形成的基本特征之一，它对接头的成形与性能有重大的影响，是搅拌摩擦焊焊缝形成机理研究的重要组成部分。

在已发现的几种迁移行为中，塑性金属在搅拌针轴向的迁移行为比较复杂，且与焊核形成和接头质量关系最为密切。

目前，国内外已经有许多研究人员与机构致力于此方面的研究。

HEURTIER等[1]、NUNES等[2]与 SCHNEIDER等[3]将搅拌摩擦焊过程中金属的迁移行为分解为3种简单运动，并认为塑性金属在搅拌针轴向发生了环形涡流运动。

栾国红等[4-5]认为搅拌针前方上部分区域塑性金属主要向下迁移，搅拌针后方上部区域塑性金属主要向前、向上迁移。

轴肩下压量对搅拌摩擦焊搭接焊缝界面迁移的影响魏鹏;邢丽;徐卫平【摘要】采用左螺纹圆柱搅拌针对2mm厚的LF6铝合金板进行搅拌摩擦焊搭接实验,研究了轴肩下压量对搅拌摩擦焊搭接焊缝界面迁移的影响.结果表明:焊缝返回边和前进边的搭接界面均向焊缝上表面迁移,在返回边,界面迁移至焊缝顶部时,水平向焊缝中心迁移,最大可延伸至前进边;而前进边的界面仅分布在前进边侧.返回边的界面迁移高度随轴肩下压量增加而增大,但当轴肩下压量超过0.18mm时,其迁移高度减小;前进边的界面迁移高度随轴肩下压量增加而逐渐增大.通过观察迁移界面的微观形态,返回边的界面向上迁移时,为未连接形貌;界面迁移至焊缝顶部时,呈断续连接;界面沿水平方向向焊缝中心迁移时,界面紧密连接.前进边的迁移界面始终保持连续.%Friction stir lap welds of 2mm thick plates of LF6 aluminum alloy were conducted using the cylindrical tool with left-hand thread, the influence of plunge depth of shoulder on interface migration of friction stir lap welds was investigated. The results show that the interfaces at the advancing side and retreating side of the welds move toward the upper surface of welds, when the interface at the retreating side is up to the top of weld, it will transfers horizontally to weld center and can be largest extended to the advancing side while the interface at the advancing side is only moved at the advancing side. The height of interface migration at the retreating side rises with the increase of the plunge depth of shoulder, but the height will be reduced when the plunge depth of shoulder is more than 0.18mm. The height at the advancing side augments with the increase of the plunge depth of shoulder. Micromorphology of transferred interface was observed,the interface at the retreating side is not joining when it transfers upwards. And then it is intermittent distribution when it moves to the top of weld. Interface line becomes a tight joining when it transfers horizontally to weld center. The transferred interface at the advancing side is always continuous.【期刊名称】《材料工程》【年(卷),期】2011(000)006【总页数】5页(P43-47)【关键词】搅拌摩擦焊;搭接;轴肩下压量;界面迁移【作者】魏鹏;邢丽;徐卫平【作者单位】南昌航空大学航空制造工程学院,南昌330063;南昌航空大学航空制造工程学院,南昌330063;南昌航空大学航空制造工程学院,南昌330063【正文语种】中文【中图分类】TG456搅拌摩擦焊是由英国焊接研究所(TWI)于1991年发明的一种新型的固相焊接技术[1],该技术因其原理简单,控制参数少,易于自动化,具有广泛的应用前景和发展潜力。

铝合金搅拌摩擦焊焊缝受力与焊缝成型的关系1 引言1.1搅拌摩擦焊国内外发现现状与水平搅拌摩擦焊(Friction Stir Welding，简称FSW)最初是针对焊接性差的铝合金开发的一种新型固相焊接工艺，由英国焊接研究所(The Welding Institute)于1991年开发的专利技术。

搅拌摩擦焊自发明以来很快就受到制造工业的密切关注和支持，并且于1996年在制造工业领域得到了成功应用。

搅拌摩擦焊是利用一种特殊的低耗损的搅拌头旋转着压入被焊零件的表面，搅拌头与被焊零件的摩擦使被焊材料热塑化，当搅拌头沿着焊接界面向前移动时，热塑化的材料由前向后转移，在热-机联合作用下连接形成致密的固相连接接头。

TWI、NASA(National Aeronautics and Space Administration)、Boeing、ESAB等大型研究机构和企业都在进行与该工艺相关的研究工作[1,2]。

FSW已成功应用于实际生产。

搅拌摩擦焊技术一出现，就得到航空界的青睐。

英国焊接研究所申报了此项专利后，瑞典ESAB公司按许可证制造了专用焊接设备-Su-perstire搅拌摩擦焊机，并已获得实际应用[3]。

美国著名的宇航公司争相购买搅拌摩擦焊的专利许可证，开发、应用搅拌摩擦焊技术。

1998年美国波音公司的空间和防御实验室引进了搅拌摩擦焊技术，用于焊接某些火箭部件，成功用于低温下工作的铝合金薄壁压力容器，完成了纵向和环向焊缝的连接；麦道公司也把这种技术用于制造Delta运载火箭的推进剂贮箱[4]。

图1-1 搅拌摩擦焊原理示意图FSW是固相连接过程，其原理如图1-1所示。

搅拌摩擦焊对工件的焊接，主要通过搅拌头(Welding tool)的高速旋转实现的。

搅拌头包括轴肩(Shoulder)，搅拌针(Pin)和夹持部分(Shank)。

搅拌针插入母材内部，轴肩与工件表面压紧，产生摩擦热并使得焊缝材料塑性流动。

搅拌头的端部加工出螺纹，确保发生塑变的工件材料充分流动，以得到没有孔洞的接头。

工具轴肩直径对摩擦搅拌点焊接接头强度特性的影响
户崎康成;蔡千华（翻译）
【期刊名称】《电气牵引》
【年(卷),期】2009(000)001
【摘要】本文介绍了新开发的摩擦搅拌点焊接（FSSW：Friction Stir Spot Welding）技术，利用轴肩直径不同的工具和6061-T4铝合金进行摩擦搅拌点焊接，通过对搭接头试探进行拉伸剪切试验，探讨了轴肩直径对拉伸剪切强度的影响和破坏机理。

【总页数】6页(P45-50)
【作者】户崎康成;蔡千华（翻译）
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】TG407
【相关文献】
1.搅拌头旋转频率对静止轴肩搅拌摩擦焊接头力学性能的影响规律 [J], 姬书得;孟祥晨;黄永宪;高双胜;路浩;马琳
2.焊接工艺参数对6061-T6铝合金静止轴肩搅拌摩擦焊组织及力学性能的影响 [J], 王瑾; 李送斌; 张妍; 陆艺
3.轴肩直径对6061铝合金搅拌摩擦焊轴向力的影响 [J], 郑延召;牛文涛;李小欣;张成聪;陈玉华;黄永德
4.轴肩下压量对6061铝合金搅拌摩擦加工过程影响的数值模拟 [J], 李作成;高恩
志;王杰;刘春忠
5.轴肩型面对角接接头静轴肩搅拌摩擦焊缝成形的影响 [J], 夏佩云;尹玉环;董吉义;吕红亚;王春明;赵慧慧;封小松
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不同轴向压力对铝合金侧墙搅拌摩擦焊质量的影响于岩;王陆钊;于海;徐艳丽;赵丽玲【期刊名称】《电焊机》【年(卷),期】2018(048)003【摘要】对6005A-T6铝合金侧墙型材进行搅拌摩擦焊(FSW)工艺试验,从宏观金相、拉伸性能和弯曲性能等方面分析得出铝合金地铁侧墙型材的合理工艺参数:主轴转速800 r/min,焊接速度1 000 mm/min,轴向压力14.5 kN,压入量0mm.在主轴转速和焊速一定的情况下,轴向压力及压入量变化对试件拉伸性能和弯曲性能影响较小.轴向压力的范围不能过大或过小,轴向压力过大易导致搅拌头下扎,损伤母材,轴向压力过小,母材金属搅拌不充分易导致隧道缺陷的产生.随着压入量的增大,越容易产生飞边.【总页数】4页(P327-330)【作者】于岩;王陆钊;于海;徐艳丽;赵丽玲【作者单位】中车唐山机车车辆有限公司,河北唐山063035;中车唐山机车车辆有限公司,河北唐山063035;中车唐山机车车辆有限公司,河北唐山063035;中车唐山机车车辆有限公司,河北唐山063035;中车唐山机车车辆有限公司,河北唐山063035【正文语种】中文【中图分类】TG453+.9【相关文献】1.超声对不同铝合金搅拌摩擦焊接头性能的影响 [J], 马慧坤;贺地求;刘金书2.铝合金搅拌摩擦焊插入工艺参数对轴向力和扭矩的影响 [J], 曹丽杰;潘荣秀;郑钟盛3.搅拌摩擦焊工艺参数对轴向压力的影响研究 [J], 汤化伟;尹玉环;黄征;郭炳;池辉4.搅拌摩擦焊工艺参数对6061-T6铝合金焊缝质量的影响 [J], 王金辉;李积元5.轴肩直径对6061铝合金搅拌摩擦焊轴向力的影响 [J], 郑延召;牛文涛;李小欣;张成聪;陈玉华;黄永德因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

搅拌摩擦焊工艺参数对轴向压力的影响研究汤化伟;尹玉环;黄征;郭炳;池辉【摘要】针对6mm厚5A06-H112铝合金搅拌摩擦焊接过程中轴向压力的变化进行正交试验,采用自制的搅拌摩擦焊轴向压力测力平台得到了焊接过程中工艺参数对轴向压力的影响规律.结果表明:在保持其他焊接工艺参数恒定的条件下,搅拌摩擦焊接过程的轴向压力随搅拌工具旋转速度的增加而减小,随焊接速度的增加而增大,随下压量的增加而增大;搅拌工具旋转速度对轴向压力的影响程度最大,焊接速度次之,下压量影响程度最小;当轴向压力大于4.8 kN时,焊缝力学性能良好.【期刊名称】《电焊机》【年(卷),期】2018(048)006【总页数】4页(P59-62)【关键词】铝合金;搅拌摩擦焊;轴向压【作者】汤化伟;尹玉环;黄征;郭炳;池辉【作者单位】上海航天设备制造总厂有限公司,上海200245;上海航天设备制造总厂有限公司,上海200245;上海航天设备制造总厂有限公司,上海200245;上海航天设备制造总厂有限公司,上海200245;上海航天设备制造总厂有限公司,上海200245【正文语种】中文【中图分类】TG453+.90 前言搅拌摩擦焊（FSW）作为一种新型的固相连接技术，因其具有变形小、无烟尘和飞溅、焊接质量高、生产成本低等优点，在航空航天、电力电子、轨道交通、船舶等行业领域的铝合金焊接中得到了广泛应用[1-2]。

搅拌摩擦焊接过程是一个热力耦合作用下的复杂过程，与熔焊相比，FSW过程中力学因素的影响更为重要。

研究搅拌工具对焊缝的作用力，对于弄清搅拌摩擦焊焊缝成形机理，优化焊接工艺，设计搅拌摩擦焊设备以及实现恒压力控制都具有重要意义[3-5]。

本研究研制了一套搅拌摩擦焊轴向压力检测系统，通过对焊接过程中轴向压力的动态检测和分析，研究焊接工艺参数对轴向压力的影响规律。

1 试验材料和方法试验采用5A06-H112铝合金试板进行焊接，试板尺寸300 mm×100 mm×6 mm。

学校代码 10406分类号 TG4356密级学号 ************盲审编号112题目 搅拌摩擦焊搭接接头界面迁移行为的研究作者罗 凯学科、专业材料加工工程指 导 教 师 邢 丽 教授申请学位日期 2010年6月学校代码：10406 分类号：TG456学号：************南昌航空大学硕士学位论文搅拌摩擦焊搭接接头界面迁移行为的研究硕士研究生：罗凯导 师：邢丽教授申请学位级别：硕士学 科、专 业：材料加工工程所 在 单 位：航空制造工程学院答 辩 日 期：2010年 6月授予学位单位：南昌航空大学The study of interface migrate behavior in friction stir weld lap jointA DissertationSubmitted for the Degree of MasterOn Materials Processing Engineeringby Luo kaiUnder the Supervision ofProf. Xing liSchool of Aeronautical Manufacturing EngineeringNanchang Hangkong University, Nanchang, ChinaJune, 2010摘要本文对LY12(CZ)铝合金搅拌摩擦焊搭接焊缝进行了研究，通过对焊缝截面形貌进行观察，对焊缝中的迁移界面的特征进行了分析，总结了搅拌头形状及焊接工艺参数对迁移界面形貌的影响；对焊缝进行拉伸试验，分析了迁移界面形貌对焊缝拉伸性能的影响；以铝箔作为标示材料，研究了焊缝中的塑性金属迁移行为，对迁移界面的形成过程作出了分析；最后对焊缝中的迁移界面的控制从焊接参数及焊接工艺两个方面提出优化方案。

研究结果表明：搅拌摩擦焊搭接接头中的迁移界面实质为一种未熔合缺陷，前进边发生迁移生成迁移界面的原始搭接界面长度要小于返回边；左螺纹搅拌头所焊焊缝迁移界面都向上迁移，右螺纹搅拌头所焊焊缝迁移界面都向下迁移，焊缝中返回边迁移界面的垂直迁移量要大于前进边；界面的垂直迁移量随着搅拌针长度的增加而增加，随着旋转速度的减小和焊接速度的增加而增加。

铝—铜搅拌摩擦焊搭接焊缝共晶组织形成与抑制吴小伟;沈以赴;李博;周冠男;姚磊;胡伟叶【期刊名称】《焊接学报》【年(卷),期】2014(035)001【摘要】采用搅拌摩擦焊技术成功焊接了铝—铜异种金属搭接接头,研究了铝—铜FSW焊缝界面宏观形貌、组织行为特征及其与焊接热输入变化的相关性,揭示出铝—铜FSW焊缝界面行为演变的基本规律.结果表明,在相应的焊接工艺参数下,单位时间、单位焊缝长度的热输入越大,铝—铜界面越容易发生共晶反应,生成Al-CuAl2共晶体组织,直接影响焊接宏观接头抗剪力学性能,而随着热输入的减小,共晶反应程度及范围减小；也就是说,热输入的减少可明显抑制共晶反应的发生.【总页数】4页(P87-90)【作者】吴小伟;沈以赴;李博;周冠男;姚磊;胡伟叶【作者单位】南京航空航天大学材料科学与技术学院,南京210016;南京航空航天大学材料科学与技术学院,南京210016;南京航空航天大学材料科学与技术学院,南京210016;南京航空航天大学材料科学与技术学院,南京210016;南京航空航天大学材料科学与技术学院,南京210016;中国航天科工集团南京晨光厂工艺研究所,南京210012【正文语种】中文【中图分类】TG115.28【相关文献】1.轴肩下压量对搅拌摩擦焊搭接焊缝界面迁移的影响 [J], 魏鹏;邢丽;徐卫平2.薄板铝铜搭接搅拌摩擦焊工艺 [J], 张骁;王敏;张会杰;朱智;于涛;吴振强3.铝合金6061-T6搅拌摩擦焊搭接焊缝缺陷及疲劳性能 [J], 杨新岐;崔雷;徐效东;周光4.铝/铜异种金属搭接无倾角微搅拌摩擦焊接工艺特性 [J], 李颖;赵慧慧;张聃;徐奎;尹玉环5.亚共晶铝硅铜镁铸造合金共晶硅相在固溶处理过程中形貌变化的定量金相分析[J], 李荣德;于海朋因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

搅拌摩擦焊接过程中主轴下压力控制研究肖波;王庆霞;杨建国;张华德【摘要】为了实现搅拌摩擦焊接过程中主轴下压力的控制,开发了一套下压力监控系统.采用无线信号传输技术,解决了主轴前端式力传感器信号线的连接问题,通过无线供电技术实现了对下压力监测平台的供电.详细介绍了监测系统的总体方案,下压力监测模块以及下压力监控软件的设计,同时应用单片机原理以及无线射频收发技术实现了进给倍率的实时获取,通过进给倍率的修调实现了进给速度的调节.通过在数控机床上开展焊接实验,对监控系统进行了工程验证.实验证明,该系统能够精确测量下压力,并能够通过控制进给速度实现主轴下压力的控制,且测力范围广、控制精度较高,提高了焊接质量,具有良好的应用前景.【期刊名称】《机械设计与制造》【年(卷),期】2018(000)008【总页数】4页(P152-154,158)【关键词】搅拌摩擦焊;主轴下压力控制;LabVIEW;进给速度;速度修调;焊接质量【作者】肖波;王庆霞;杨建国;张华德【作者单位】东华大学机械工程学院,上海 201620;东华大学机械工程学院,上海201620;东华大学机械工程学院,上海 201620;上海航天设备制造总厂,上海200240【正文语种】中文【中图分类】TH161 引言搅拌摩擦焊（Friction stir welding，FSW）是英国焊接研究所于1991年发明的一种固相连接技术[1]。

与传统的熔化焊接技术相比，可以有效避免热裂纹，气孔等焊接缺陷，具有接头力学性能较好，变形小、低污染、低能耗等优点[2]。

下压量、进给速度和主轴转速与主轴下压力有一定的关系，下压力基本恒定是保证焊缝质量稳定的有效方法之一[3]。

文献[4]提出了机器人FSW下压力控制，同时探讨了主轴转速、进给速度和下压量对下压力的影响。

文献[5]的研究表明由于机器人存在定位误差导致下压量很难预测，主轴下压力控制应用在机器人焊接系统上存在很大的振荡。