1.2.3搅拌摩擦焊的研究现状 3

1.3高转速搅拌摩擦焊 4

1.3.1高转速搅拌摩擦焊原理 4

1.3.2高转速搅拌摩擦焊特点 4

1.3.3高转速搅拌摩擦焊研究现状 5

1.4研究内容 6

1.5研究目的 6

第二章试验材料、设备及方法 6

2.1试验材料 7

2.2实验设备及其原理 8

2.2.1高转速搅拌摩擦焊机 8

2.2.2三层板与夹具 8

2.2.3搅拌头 9

2.3试验方案 10

2.3.1焊前准备 10

2.3.2焊接工艺参数选择 11

2.3.3焊接接头质量分析 11

第三章焊接接头组织与质量分析 13

3.1焊缝组织的宏观分析 13

3.2焊缝组织的微观分析 14

3.3焊接接头拉伸性能分析 17

3.3.1拉伸试验 17

3.3.2断口分析 17

3.3.3焊缝拉伸性能分析 18

3.4焊缝硬度分析 20

3.4.1硬度分析 21

3.5前进阻力分析 23

结 论 25

致 谢 26

参考文献 27

第一章绪论

1.1选题背景和意义

近些年来，铝合金材料越来越普遍的被应用。铝合金由于质量轻而且强度高，被广泛应用于重工业产业中，如飞机、舰船、火车、汽车、武器等。但是当采用传统的熔化焊接方法进行焊接时，焊缝会由于产热产生弯曲变形、裂纹、气孔等缺陷。所以研究高效率、高资源利用率、环保无污染的新型搅拌摩擦焊接(FSW)技术是至关重要的。通过研究分析薄板铝合金的焊接特点,根据其特点设计了适合于薄板焊接的搅拌头,研究讨论了合适的焊接参数,制定针对薄板焊接的焊接工艺，分析了焊接参数对焊缝接头表面成形、焊缝接头微观组织、焊缝力学性能以及接头硬度的影响,了解了超薄板搅拌摩擦焊接头金属的流动情况。

搅拌摩擦焊是在1991年由英国焊接研究所(TheWeldingInstitute，简称TWI)[1]提出的一种针对焊接性较差的轻质有色金属的新型固相连接技术。搅拌摩擦焊是一种固相连接技术，焊缝金属发生的是不完全熔化。焊接时不会出现那些常规熔焊方法所出现的缺陷，对于一些精密零件的焊接和一些常规焊接方法难以焊接的材料可以得到焊接。从而有了良好的发展前景，自从搅拌摩擦焊（FSW）开发以来，已经受到世界上众多工业化国家的重视。

有了搅拌摩擦焊以来，人们又将其更加精细化的发掘研究，发现薄板高转速搅拌摩擦焊的设计是轻量化焊接得以实现的重要途径。有关于高转速搅拌摩擦焊具，在国外已经出现了有关的高转速搅拌摩擦焊接机器人，而国内目前正处于此类焊接技术的探索阶段，焊接转速超过10000rpm的研究更是少而又少。而且对于具有难焊和不易控制等特点的薄板，很少有相关的详细研究。因此航空铝合金焊接技术项目的研究十分重要，对于薄板的搅拌摩擦焊研究的探索显得更加重要。