搅拌摩擦焊常用术语

1、搅拌摩擦焊常用术语第1页，共25页，2022年，5月20日，15点23分，星期三第2页，共25页，2022年，5月20日，15点23分，星期三一、搅拌摩擦焊 Friction Stir Welding 由英国焊接研究所（TWI）与1991年开发的一种专利技术，是一种新型的固相连接工艺。焊接时，将两被焊母材固定在刚性衬垫上，高速旋转的搅拌头插入接缝沿接缝移动，接缝被摩擦加热至塑性状态后形成焊缝。第3页，共25页，2022年，5月20日，15点23分，星期三 搅拌摩擦焊的相关视频1：设备展示 搅拌摩擦焊的相关视频2：设备展示 搅拌摩擦焊的相关视频3：过程展示第4页，共25页，2022年，5月20日

2、，15点23分，星期三二、搅拌头Pin tool 包括轴肩和搅拌针的旋转组件。搅拌头是搅拌摩擦焊接设备最重要的组成部分之一，是搅拌摩擦焊接技术的核心。它与被焊工件之间相互作用，实现焊接材料的连接。 注：通常包括轴肩和搅拌针，但是可能是多个轴肩或搅拌针，或者没有轴肩和搅拌针。 在搅拌摩擦焊过程中，搅拌头高速旋转插入到待焊材料的焊缝中产生摩擦热，是被焊材料热塑化，同时粉碎和弥散接头表面的氧化层，使塑化材料产生良好的塑性流动和转移，对焊缝金属材料施加焊接顶锻压力，使材料在压力作用下扩散连接形成固相接头。第5页，共25页，2022年，5月20日，15点23分，星期三搅拌针搅拌头夹持区域轴肩区域典型的搅

3、拌头构成1、搅拌头2、轴肩3、搅拌针第6页，共25页，2022年，5月20日，15点23分，星期三 搅拌针有如下两个作用： 通过旋转摩擦产生焊接所需热量，并带动周围材料的流动以形成接头。特别针对厚板。 为焊接区域塑性材料提供机械搅拌力，使材料流动更合理，以形成致密的焊缝组织。三、搅拌针 Tool Pin 在搅拌摩擦焊过程中插入待焊区域的搅拌头突出部分。 注：搅拌针可以是固定的，也可能是可调节的。 铝合金用搅拌针的制造材料可以采用工具钢、高温合金等材料。第7页，共25页，2022年，5月20日，15点23分，星期三四、轴肩 Tool Shoulder 在搅拌摩擦焊过程中，搅拌头接触母材表面的部分

4、。 轴肩的作用： 在焊接过程中一方面对塑性区金属起着包拢作用，与工件表面摩擦产生的热量，尤其在焊接薄板时是最主要的焊接热量来源。 对于铝合金搅拌摩擦焊接，轴肩的制造材料可以采用中碳钢、工具钢或高温合金等金属材料。第8页，共25页，2022年，5月20日，15点23分，星期三 A B C D A：高熔点材料用搅拌头 B：高熔点材料用搅拌头（国外） C：无匙孔系统用搅拌头 D：薄板焊接用搅拌头第9页，共25页，2022年，5月20日，15点23分，星期三五、前进侧advancing side 搅拌头旋转方向与焊接方向相同的焊缝侧。六、回转侧retreating side 搅拌头旋转方向与焊接方向相

5、反的焊缝侧。第10页，共25页，2022年，5月20日，15点23分，星期三七、轴向压力axial force 沿旋转轴向搅拌头施加的使搅拌针插入工件和保持搅拌头轴肩与工件表面接触的压力。八、匙孔 搅拌摩擦焊过程完成后，搅拌头离开工件时，在焊缝中留下的孔。匙孔第11页，共25页，2022年，5月20日，15点23分，星期三搅拌摩擦焊过程示意图1、母材2、搅拌头3、轴肩4、搅拌针5、焊缝表面6、回转侧7、前进侧8、匙孔a、搅拌头旋转方向b、搅拌头向下移动c、轴向压力d、焊接方向e、搅拌头向上移动第12页，共25页，2022年，5月20日，15点23分，星期三九、焊接开始时的停留时间dwell t

6、ime at start of weld从搅拌头接触工件表面开始，至搅拌头开始沿焊缝移动为止的时间段。十、焊接结束时的停留时间dwell time at end of weld从搅拌头停止沿焊缝移动开始，至搅拌头离开工件之前的时间段。第13页，共25页，2022年，5月20日，15点23分，星期三搅拌摩擦焊过程时间点示意图Fa ：轴向力10：轴向压力提升过程1 ：开始旋转n ：旋转速度t ：时间2 ：搅拌头移至工件上部3 ：搅拌针接触工件4 ：焊接开始时的停留时间5 ：搅拌头开始沿焊缝移动6 ：搅拌头停止沿移动7 ：焊接结束时的停留时间8 ：搅拌头从工件内移走9 ：停止旋转11：搅拌摩擦焊过程

7、12：搅拌头行程12：稳定的轴向力第14页，共25页，2022年，5月20日，15点23分，星期三十一、倾角tilt angle搅拌头中心线与垂直于工件表面的线形成的夹角，该角度与焊接方向在同一面上，且相反。只针对于对接焊缝。十二、侧倾角side tilt angle搅拌头中心线和垂直于工件表面的线形成的角。只针对于搭接焊缝。第15页，共25页，2022年，5月20日，15点23分，星期三十三、根部heel在搅拌摩擦焊焊接过程中，存在倾角的情况下，搅拌头轴肩沿焊接方向的末端部分。十四、根部插入深度heel plunge depth根部插入母材的深度。十五、搅拌头插入深度 pin tool pl

8、unge depth搅拌头插入母材的深度。与搅拌针长度和根部插入深度有关。第16页，共25页，2022年，5月20日，15点23分，星期三根部、根部插入深度、倾角等1 ：母材a ：根部插入深度2 ：搅拌针3 ：搅拌头4 ：轴肩（前缘）5 ：根部（轴肩前缘）b ：搅拌头旋转方向c ：轴向压力d ：倾角e ：焊接方向f ：侧倾角第17页，共25页，2022年，5月20日，15点23分，星期三十六、未焊透incomplete penetration达不到要求或规定的焊透。十七、吊钩hook在搭接焊缝的前进侧或回转侧附近形成的弯曲搭接界面。 注：即使是未融合，也通常会有部分未焊透发生一定的塑性变形。十

9、八、横向偏离lateral offset焊接时，搅拌头偏离对接接头对接面。第18页，共25页，2022年，5月20日，15点23分，星期三未焊透、未焊透的塑性变形1 ：母材a ：焊前对接面2 ：焊缝b ：未焊透 无塑性变形c ：未焊透 严重塑性变形焊接前焊接后第19页，共25页，2022年，5月20日，15点23分，星期三1 ：上部母材吊钩的图解b ：焊缝宽度t1：上部工件的原始厚度t2：回转侧上部工件的焊后厚度t3：前进侧上部工件的焊后厚度2 ：下部母材3 ：回转侧的吊钩4 ：前进侧的吊钩5 ：搅拌头a：搅拌头旋转方向b：焊接方向c：搅拌头旋转方向第20页，共25页，2022年，5月20日，

10、15点23分，星期三横向偏离1 ：母材a ：搅拌头旋转方向2 ：焊缝b ：焊接方向c ：焊前对接面3 ：搅拌针4 ：焊缝面d ：横向偏离e ：焊前对接面位置第21页，共25页，2022年，5月20日，15点23分，星期三十九、飞边toe flash在搅拌摩擦焊过程中形成的，从焊缝中溢出并残留在焊缝正面沿焊缝一侧或两侧翻卷的金属。二十、未填满underfill搅拌摩擦焊后，焊缝正面低于原始母材表面的现象。第22页，共25页，2022年，5月20日，15点23分，星期三飞边1 ：母材h ：下凹量2 ：飞边t ：母材厚度3 ：焊缝飞边第23页，共25页，2022年，5月20日，15点23分，星期三二十