钢复合热源搅拌摩擦焊接工艺研究(3)
FSW 技术的出现为航空航天工业设计和制造提供了一种新的方法和途径, 并逐步投入到实际生产中。
（二）搅拌摩擦焊在造船业的应用
FSW 在船舶轻合金预成形结构件上的应用, 在外观、质量、性能、成本以及制造时间上具有明显的优越性, 不仅能用于船舶轻合金结构件的制造, 还可用于现场装配, 为现代船舶制造提供了新的连接方法, 也是现代焊接技术发展的又一次飞跃。
（三）搅拌摩擦焊在陆路交通中的应用
对于陆路交通工业, FSW 在列车制造领域的应用主要为高速列车、轨道列车、地铁车厢和有轨电车、集装箱等; 在汽车上主要应用于引擎、底盘、车身支架、汽车轮毂、液压成型管附件、车门预成型件、车体空间框架、卡车车体、载货车的尾部升降平台、汽车起重器以及装甲车的防护甲板等。
（四）搅拌摩擦焊在建筑工业领域中的应用
搅拌摩擦焊在民用建筑工业的应用[10]主要为：铝合金桥梁；铝合金、铜合金、镁合金装饰板；门窗框架；铝合金管线；电厂和化学工厂的铝合金反应器；热交换器；中央空调；管状结构件制造等。
（五）搅拌摩擦焊在电子工业领域中的应用
搅拌摩擦焊在电子工业主要应用于发动机壳体、电器连接件、电器封装等。
（吹冰）搅拌摩擦焊在其他方面的应用
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、厨房电器、“白色”家用物品和工具、天然气和液化气储箱、家用装饰以及核原料板等。FSW 技术的开发和应用才刚刚开始, 今后将会具有巨大的应用前景。
1.3 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[12]，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，从而造成焊缝的空洞、沟槽、未焊透等缺陷，也大大降低了FSW原本的优势[13]。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。
1.4 搅拌摩擦焊复合热源的研究
复合热源焊接是指在焊接过程中，为了满足材料加工的要求，将两种或者两种以上的热源相结合对材料进行焊接加工的技术。其特点是将两种或两种以上焊接方法集于一体，取其所长，从而形成新的更为先进的焊接方法。同时，由于复合热源焊接具有较大的热输入量，所以复合热源焊接有着高效率，低成本等决定性优势，也为复合热源的快速研究发展奠定了基础。
对于搅拌摩擦焊而言，由于其焊接过程中焊接热能主要是搅拌头与工件间的摩擦产热，其特殊的产热方式决定了在焊接高熔点、大厚度合金时焊接速度往往较低，且焊缝质量不高。为克服上述不足，焊接工作者们不断研究开发出多种 FSW复合技术，如以感应热、电阻热、电弧、激光、等离子弧等做为辅助热源的复合搅拌摩擦焊接技术。
下面主要对这几种搅拌摩擦焊复合热源进行简介。
（1）电阻辅助预热搅拌摩擦焊复合焊接方法
电阻辅助预热搅拌摩擦焊复合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。