随着焊接技术的发展，国内外研究者进行过许多不同关于搅拌摩擦焊的试验方案，在提高搅拌摩擦焊焊缝的成形和焊缝质量上也取得了一系列成果。1搅拌摩擦焊设备80928

热搅拌摩擦焊接过程中，搅拌针和工件之间的摩擦产生热量，搅拌针直径太大或太小都不利于搅拌摩擦焊接[6~7]。搅拌针直径过小时,搅拌摩擦产生的热量不够的,焊接区的软化不足，不利于形成致密的组织,搅拌针尺寸太大时,会导致热影响区变大，且搅拌针前进阻力增加，也不利于焊缝成形。经过研究者的重复试验和分析后,混合着针的直径工件厚度的0。9~1。1倍焊缝的质量是最优的。

瑞典伊萨公司是第一家生产搅拌摩擦焊焊接机的公司,在第14届国际焊接展览会由伊萨公司焊接机的研制的的焊机能够以750mm/min的焊接速度焊接厚度为5mm6000系列铝合金板。目前TWI的测试站点安装他们开发了SuperstirTM搅拌摩擦焊接机。挪威造船厂已用于生产的搅拌摩擦焊接PowerstirTM、特许经营铝合金结构连接。爱迪生焊接研究所（EWI）搅拌摩擦焊接设备的生产,能够以2。5米/分钟的速度为1。5米,3。0米。此外,EWI也产生一个小的焊接机,共同使用大型焊接机,用于1。5米×3。0米板焊接,它可以控制负载或位移,可以执行非线性焊接。在搅拌摩擦焊机的生产和研发方面，瑞典ESAB公司是第一家生产搅拌摩擦焊焊机的公司，在14届国际焊接展览会上展出的由ESAB公司研发的焊机，能够以750mm/min的焊速焊接厚度为5mm的6000系的铝合金板。目前,在TWI的试验基地安装了他们研制的SuperstirTM搅拌摩擦焊设备。挪威一家造船厂已经使用了他们生产的PowerstirTM搅拌摩擦焊机,用于快艇铝合金结构件的连接。美国爱迪生焊接研究所（EWI）生产的搅拌摩擦焊设备,能够以2。5m/min的速度焊接截面为1。5m×3。0m的板材。此外,EWI还生产一种小型焊机,将它与大型焊机联合使用,用于1。5m×3。0m板材的焊接,它能控制载荷或位移,可进行非线性焊接。

2搅拌摩擦焊工艺

在搅拌摩擦焊的过程中，工艺参数对于焊缝的成形和其力学性能有着非常关键的影响[8]，现阶段所研究的工艺参数主要有：轴向压力、搅拌针直径、旋转速度、轴肩直径、搅拌头的倾角、焊接速度等[9~10]，对于容易进行搅拌摩擦焊的金属如镁、铝等，虽然工艺参数范围比较宽泛，但是要想获得高质量的焊缝，就必须确定比较精确的工艺参数，所以工艺参数的准确选择对于搅拌摩擦焊的焊缝成形和性能都有着至关重要影响。Kuma[11]采用系统试验设计方法对AA5083铝合金的搅拌摩擦焊进行了深入研究，得到不同的工艺参数对力和热输入的影响，并建立了用于设计搅拌摩擦焊的搅拌头和焊机的模型。结果显示：轴向力和热输入主要由焊接速度、搅拌头转速和搅拌头轴肩直径所决定，而纵向应力则主要由焊接速度和搅拌针直径所决定。王伟[12]等人对3mm厚铝合金2024板材进行了大量的对接试验，研究了各种工艺参数组合下的接头性能，并建立了工艺参数窗口，得出在焊接速度为150~235mm/min、转速为375~475r/min时接头的抗拉强度可达到母材的80%。赵勇[13]建立了搅拌摩擦焊的数学模型，从而得到焊接参数与线能量之间的关系：降低焊接速度和提高搅拌头旋转速度均可以增加焊接线能量，对于焊缝金属的热塑化和流动有利。此外，接头的质量与旋转速度的绝对值大小有关。单一的焊接参数并不能反映该过程，所以各参数的匹配很重要论文网

3搅拌摩擦焊接头金属塑性流动的研究

再搅拌摩擦焊的过程中，搅拌针前进方向的材料在搅拌针的摩擦和搅拌作用下用下从搅拌头两侧向返回端塑性流动，进而形成焊接接头，所以接头金属的塑性流动情况会直接影响到焊缝的成形，进而影响焊缝的质量[14]，由于受到搅拌摩擦焊的自身特点的限制，目前并没有办法直接观察材料的塑性流动过程，只能从数值模拟与试验两方面进行研究。众研究者对该课题进行了大量的研究，虽然还不是很完善，但是也取得了一些成果。