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 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 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（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 & AThanks!