高转速搅拌摩擦焊具也存在一定的局限性，焊接过程需要特定的搅拌头，针对不同厚度，需要设计专用搅拌头；高转速搅拌摩擦焊搅拌针更细，搅拌头的磨损更加剧烈，更换搅拌头更加频繁，费用高；焊接过程需要设计专用夹具夹持；某些特定场合接头难以焊接。

1.3.3薄板铝合金搅拌摩擦焊的研究现状及问题

1.4研究内容与目的

1.4.1研究内容

（1）设计高转速搅拌摩擦焊具，包括焊具主机、工装夹具及搅拌头；

（2）对焊具进行调试，并对1mm厚度3003薄板铝合金进行高转速搅拌摩擦焊接实验，观察焊缝成型、组织变化、硬度及拉伸性能；

（3）分析不同转速、焊接速度等焊接参数条件下对焊缝质量的影响，找出1mm

厚度3003薄板铝合金合理焊接参数范围；

（4）研究不同焊接参数下，焊缝组织特征及性能变化规律；

1.4.2研究目的

高转速搅拌摩擦焊所使用的搅拌头尺寸很小，其产热机制与常规搅拌摩擦焊有所不同，设计高转速搅拌摩擦焊具，并进行焊接工艺实验研究，分析参数特征规律，有利于了解高转速焊接产热及成型机理，实现超薄板铝合金搅拌摩擦焊接，解决薄板铝合金焊接难的问题，对完善搅拌摩擦焊工艺有着重要的意义。

第二章 实验设备及原理

2.1高转速搅拌摩擦焊机

如图2-1（a）所示即为实验所设计出的高转速搅拌摩擦焊机实物图。焊机整体类似于车床结构，整套设备机械部分由机械本体、高转速搅拌摩擦头、电机组成，控制部分由电气控制系统和参数测控系统组成。工作台、焊接夹具等构成焊机的机械本体。焊接时，主轴电机控制搅拌摩擦头往下移动至轴肩直接接触工件。而高转速搅拌头的旋转、工作平台的位移、特定焊接速度的设定以及焊接预热、焊接完成等一系列焊接操作都由电机驱动与控制系统共同配合完成。测控系统中拉伸传感器等装在工作台三层板中，可以实现对焊接过程中部分特征参数进行检测，便于对焊接过程参数规律进行分析。