许多新的适合结构应用的铝合金的发展又提出了一个问题,就是找到合适的连接方法。首先要有合适的母材。但如果没有连接这一材料的实际可行的方法,把这种材料作为装配材料也不现实。
搅拌摩擦焊的主要优点如下:
(1)焊接接头热影响区显微组织变化小.残余应力比较低,焊接工件不易变形;
(2)能一次完成较长焊缝、大截面、不同位置的焊接.接头高:
(3)操作过程方便实现机械化、自动化,设备简单,能耗低,功效高,对作业环境要求低:
(4)无需添加焊丝,焊铝合金时不需焊前除氧化膜,不需要保护气体,成本低;
(5)可焊热裂纹敏感的材料,适合异种材料焊接:
(6)焊接过程、无污染、无烟尘、无辐射等。
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。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。
搅拌摩擦焊(FrictionStir Welding简称FSW)是英国焊接研究所(TWI)于1991年10月提出的发明专利。搅拌摩擦焊工艺初主要用于解决铝合金等低熔点材料的焊接,关于搅拌摩擦焊工艺的特点和应用等,TWI进行了较多的研究,并于1993年、1995年分别申请了专利。TWI主要是与航空航天、海洋、道路交通、铝材厂、焊接设备制造厂等大公司联合,以团体赞助或合作的形式开发这种技术,扩大其应用范围。美国的爱迪生焊接研究所(Edisonwelding Institute,简称EWI)与TWI密切协作,也在进行FSW工艺的研究。美田的美国洛克希德·马丁航空航天公司、马歇尔航天飞行中心、美国海军研究所、Dartmouth大学、德克萨斯大学、阿肯色斯大学、南卡罗利纳大学、德国的Stuttgart大学、澳大利亚的Adelaide大学、澳大利亚焊接研究所等都从不同角度对搅拌摩擦焊进行了专门研究。