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1、搅拌摩擦焊常用术语Terminology for Friction Stir Welding,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。,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,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
2、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。,搅拌针,搅拌头夹持区域,轴肩区域,典型的搅拌头构成,1、搅拌头,2、轴肩,3、搅拌针,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
3、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。,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。,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。,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,五、前进侧adva
4、ncing 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反的焊缝侧。,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,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,九、焊接开始时的停留时间dwell time at start
5、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。,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,12：搅拌头行程,12：稳定的轴向力,十一、倾角tilt angle,搅拌头
6、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。,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 plunge 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。,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
7、（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,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。,十八、横向偏离lateral offset,焊接时，搅拌头偏离对接接头对接面。,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,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
8、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,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,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。,飞边,1：母材,h：下凹量,2：飞边,t：母材厚度,3：焊缝,飞边,二十一、单轴single spindle,只有一个旋转轴的搅拌摩擦焊设备系统。,二十二、多轴multiple spindles,两个或者两个以上更多轴的搅拌摩擦焊设备系统。,Q&A,Thanks!,
