镁合金的摩擦焊

镁及镁合金摩擦焊工艺的工艺分类见图1。摩擦焊是利用焊接接触端面之间的相对运动及塑性流动所产生的摩擦及塑性变形热，使接触面及其邻近区达到粘塑性状态并产生适当的塑性变形，然后迅速顶锻而完成连接的一种压焊。与传统弧焊法相比，摩擦焊在连接材料与零件方面有许多优点。

固相连接。不会出现熔焊时的氧化，产生气孔、夹杂和凝固裂纹等缺陷。

焊接变形小。可以焊接大型结构件，可以实现精密焊接。

生产成本较低。不需要焊丝，也不需要保护气体，没有繁杂的准备和清理工作，安全。

绿色环保。焊接时不产生烟尘、无飞溅、不产生紫外线（UV）。

易实现自动化。可大大降低劳动强度，提高劳动效率与质量，缩短工人的培训期。

高的接头性能。接头部分的力学与母材的相当。

万能的焊接工艺。几乎可以焊接所有的镁合金和铝合金，还可以有效的实现不同材料连接。

输入功率小。不但节能，而且可实现太空焊接。

在轻金属摩擦焊法中，最先进的是摩擦搅拌焊（Friction stir Welding,FSW）,也不知道为什么,在焊接界都译为搅拌摩擦焊，按英语习惯还是译为摩擦搅拌焊更妥一些。该法是英国焊接研究所（TWI）1991年发明的。现在，此技术已在工业界获得了广泛的应用。

摩擦搅拌焊利用一种带有特性指棒的非消耗的搅拌头，一边旋转一边压入两个被焊工件的界面，搅拌头与被焊工件发生激烈的摩擦，于是搅拌附近区域的金属温度上升，成为热塑化，但温度尚未高达熔点，当搅拌头沿着焊接界面向前移动时，在搅拌高速旋转摩擦与挤压作用下，塑化材料由搅拌头的前部向后过渡，在热-机联合作用下通过材料原子的高速扩散连接形成致密的固相结合。摩擦搅拌焊在铝、镁、铜、钢、钛等热塑材料的焊接中获得卓有成效的应用，可以实现自动化高效率的对接、搭接、丁字形多种连接形式。

与熔焊法相比，摩擦搅拌除有上述的优点外，接头性能高是其明显的优势：有人研究了2mm厚的AZ91D镁合金摩擦搅拌对接头焊接系数达130%~150%，AM60合金接头的强度与母材的相等，而韧性则比母材的约高7%。

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