616装甲钢多热源复合搅拌摩擦焊接装置研究(3)
1.2.4 FSW的应用
FSW作为一种先进的固相焊接技术，从1991年被发明到1996年成功运用所经历的历程是所有焊接方法中最短的.由于它的焊缝组织成形好、焊接接头的力学性能与其它焊接方法相比得到显著提高，已经在航空航天技术、陆路交通、造船业、民用建筑工业、汽车制造、铁道车辆制造等方面得到较为普遍的应用，为生产方式注入一股创新的活力，而且技术应用也已经比较成熟。
在其他方面, FSW 也有较多的应用, 如电机制造业[11]、冰箱冷却板制造、厨房电器、“白色”家用物品的制造、液化气储箱、家用装饰以及核原料板等[12]。搅拌摩擦焊接技术正逐渐日趋成熟，在不远的未来一定会有更广泛更有价值的应用前景。
1.3 钢的搅拌摩擦焊焊接性及其研究现状
1.3.1钢的搅拌摩擦焊焊接性
钢是含碳量在0.0218%~2.11%的铁碳合金的总称。仅对钢材进行搅拌摩擦焊接，由于钢的强度高、熔点高等材料特点，往往会导致两方面主要问题：一方面是，搅拌头的耐高温、耐磨性能达不到要求，通常在钢的高强度摩擦下，搅拌头会出现明显的损耗，造成成本的无限增加；另一方面，FSW的热源仅为摩擦产热，所以在焊接钢材时会导致热输入量的不足，从而造成焊接接头的孔洞、沟槽、未焊透、未融合等缺陷，也大大降低了FSW原本的优势。所以，就目前情况来看，钢的搅拌摩擦焊的焊接性并不是很理想。
1.3.2钢的搅拌摩擦焊研究现状
针对于铝合金等低熔点的材料的搅拌摩擦焊接已经是比较成熟的，目前研究的重点在于如何利用搅拌摩擦焊接的优点高效高质焊接钢材等高熔点的金属，研究内容涵盖焊接原理、新型复合工艺、搅拌头的材质和焊接装置等几个方面。目前对于钢材的搅拌摩擦焊接技术的研究主要是碳钢、相变淬硬钢、不锈钢、高氮钢等。TJ.LIENERT等人研究低碳钢的搅拌摩擦焊技术，选用的待焊材料为6.3mm厚的热轧态钢AlSi1018，搅拌头材料为钨钼基合金，焊接速度是0.42—1.68mm/s，搅拌头以450—650rpm的速度高速旋转，在焊接过程中可实际测得搅拌头轴肩处峰值温度约为1100℃。对室温下的焊接接头测试其抗拉强度，在拉伸试验中可看到断裂现象在母材发生，由此可得出焊接接头的屈服强度和拉伸强度均提高到与母材的强度相当。无需复合热源和预热装置，搅拌摩擦焊设备就可焊接中、高碳钢，但是工艺还不成熟，易产生缺陷。
1.4 复合热源的研究发展与应用
对于搅拌摩擦焊而言，焊接过程中的热量来源主要是来自搅拌头与焊材之间的摩擦作用，所以在焊接高强度、高熔点，厚度大的金属板时热输入太小，导致焊接质量不高。为克服上述不足，焊接工作者们不断研究开发出许多热源复合搅拌摩擦焊接的工艺，可以用电弧热、电阻热、等离子弧等做为辅助热源[13]。
下面主要对这几种搅拌摩擦焊复合热源进行简介。
（1）电阻热辅助搅拌摩擦焊接方法
电阻热辅助搅拌摩擦焊接方法主要是采用电阻加热作为辅助热源。其主要分为两种加热方式[14]：第一种为搅拌头和被焊材料分别作为电极，如图1.2（a）所示；另一种是搅拌头作为一电极，利用一滚轮在焊件上滚动作为工件导电的另一电极，如图1.2（b）所示。
电阻热辅助的搅拌摩擦焊技术利用电阻热在一定程度上软化了焊接材料，使得焊接过程中所需下压量减小，但其只适用于导电材料（包括被焊材料与搅拌头）。为增大电阻，搅拌头与工件表面会涂覆陶瓷层[15]，这可能会给焊接接头带来污染。
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