搅拌摩擦焊（FSW）：原理、工作、应用、优缺点
今天我们将通过它的示意图来了解搅拌摩擦焊的原理、工作原理、应用、优缺点。搅拌摩擦焊 (FSW) 是一种固态焊接工艺。它通常是一种摩擦焊接，但由于其用途广泛，它被认为是一种单独的焊接工艺。在这种焊接类型中 在此过程中，没有提供外部热量，并且由于在高压和摩擦力下界面表面的扩散而发生接头形成。在这个过程中，不涉及熔融或塑性状态，因此它被归类为固态焊接过程。
搅拌摩擦焊 (FSW)：
原理：
搅拌摩擦焊的工作原理与摩擦焊相同。在这个过程中，摩擦被用来在界面表面产生热量。这种热量开始扩散 在配合面加工。施加在这些配合表面上的高压力会加速金属扩散过程并形成金属对金属接头。这是摩擦焊接的基本原理 .在搅拌摩擦焊接中，使用旋转工具在板件上施加摩擦力和压力。该工具在其自身的轴上旋转并在板界面处纵向移动，通过旋转工具和工件之间的摩擦产生热量。这种热量使界面表面变形，并通过施加高压使两块工件相互扩散。该接头是由于界面表面的热机械处理而产生的。使其成为通用焊接工艺的一大优势是，它可以轻松实现自动化并提供更高的金属接合率。多用于连接铝合金。
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| FSW示意图 |
工作：
搅拌摩擦焊的工作过程可概括如下。
- 首先将两个工作板夹在一起，就像对接一样。这两个板的可焊接表面相互接触。
- 现在将旋转工具销插入工件的界面表面，直到工具肩接触工件。这将使材料因摩擦力加热而塑性变形。这是状态接合过程中，分子间扩散会使材料因摩擦力加热而发生塑性变形。
- 现在旋转工具沿着关节线向前移动。这将在工具后面形成一个关节。
- 工具不断移动，直到整个焊缝形成。接合过程结束后，工具与工件分离。工具销产生的孔保留在焊接板上。
通过以下视频可以清楚地了解其工作原理。
应用：
- FSW 主要用于飞机行业，用于焊接机翼、油箱、飞机结构等。
- 用于海洋工业的结构工作。
- 在汽车行业用于焊接轮辋、底盘、油箱和其他结构件。
- 在化工行业用于连接管道、热交换器、空调 等
- 搅拌摩擦焊也用于电子行业，用于连接母线、铝和铜、连接器和其他电子设备。
- 广泛应用于制造行业。
优缺点：
优点：
- 这是一种固态焊接，因此不使用助焊剂、填充金属等。
- FSW 可用于焊接相似和异种金属。
- 通过此工艺可获得细晶粒尺寸和优质焊缝
- 由于没有外部加热，功耗更低。
- 高度自动化。
- 几乎不需要维护。
- 可提供大焊缝设计，可全方位焊接。
- 操作简单，不涉及任何环境污染。
缺点：
- 复杂或特殊的fixture 需要安排。
- 它会在焊接板上创建一个可见的孔。
- 初始或设置成本高。
- 与弧焊工艺相比灵活性较差 .
- FSW 无法制作填充接头。
- 不可锻造材料不能焊接。
制造工艺