欣兴鸿台式搅拌摩擦焊：原理与多行业应用探秘
欣兴鸿台式搅拌摩擦焊的原理
搅拌摩擦焊的方式与常规摩擦焊有相似之处。两者均以摩擦热与塑性变形热作为焊接的热源。然而，搅拌摩擦焊的独特之处在于，其焊接过程是通过一个圆柱体或其他特定形状（如带螺纹圆柱体）的搅拌针伸入工件的接缝处。在焊头高速旋转的作用下，与焊接工件材料产生摩擦，致使连接部位的材料温度上升并软化。同时，通过对材料的搅拌摩擦来完成焊接。焊接过程如图所示。在焊接时，工件需刚性固定在背垫上，焊头一边高速旋转，一边沿工件的接缝相对移动。焊头的突出段深入材料内部进行摩擦和搅拌，焊头的肩部与工件表面摩擦生热，不仅能防止塑性状态材料的溢出，还能够清除表面的氧化膜。
在焊接进程中，搅拌针在旋转的同时伸入工件接缝，旋转搅拌头（主要是轴肩）与工件之间产生的摩擦热，使焊头前方的材料发生强烈塑性变形。随后，随着焊头的移动，高度塑性变形的材料逐渐沉积在搅拌头的后方，从而形成搅拌摩擦焊焊缝。对于欣兴鸿台式搅拌摩擦焊而言，对设备的基本要求并不严苛，zui关键的是焊头的旋转运动和工件的相对运动，哪怕是一台普通铣床，也能简单满足小型平板对接焊的需求。但需注意，焊接设备及夹具的刚性至关重要。搅拌头通常采用工具钢制成，其长度一般比所需焊接的深度略短。应当指出的是，搅拌摩擦焊缝结束时在终端会留下一个匙孔。通常，此匙孔可以切除，也能够用其他焊接方法进行封焊。针对匙孔问题，已有伸缩式搅拌头成功研发，焊接后不会留下焊接匙孔。
欣兴鸿台式搅拌摩擦焊的应用
近年来，随着技术的持续进步，为了保护环境、节约能源，人们迫切期望汽车、飞机、机车车辆、船舶等运输机械能够实现轻量化。为此，积极开发和研制适用于这些运输机械的轻金属材料，例如铝及其铝合金便成为了重点。
铝及其铝合金材料因重量轻、抗腐蚀、易成形等优点，加之新型硬铝、超硬铝等材料的涌现，使得其性能不断提升，因而在航空、航天、高速列车、高速舰船、汽车等工业制造领域的应用愈发广泛。除运输机械外，土木建筑、桥梁等领域也引入了铝及其铝合金。
这些结构的安装连接主要依赖焊接。在铝及其铝合金的焊接中，存在的主要问题之一是因其膨胀系数大，焊接时易产生较大变形。
在施工现场，为防止变形，必须采用胎卡具固定，并由经过培训的熟练工人操作。由于铝及其铝合金容易氧化，表面存在一层致密且坚固难熔的氧化膜，所以焊前需要对其表面进行去膜处理；焊接时，还需用氩等惰性气体进行保护。
铝及铝合金焊接时，易出现气孔、热裂纹等缺陷，这也是焊接时必须留意的问题。对于热处理型铝合金，必须避免在焊接时热影响区产生软化、强度降低的情况。
为解决铝及铝合金熔化焊时的上述问题，一种全新的固相焊接方法——搅拌摩擦焊应运而生。
经过十几年的研究发展，搅拌摩擦焊已步入工业化应用阶段。在美国的宇航工业、欧洲的船舶制造工业、日本的高速列车制造等领域，搅拌摩擦焊都取得了极为成功的应用。
船舶制造和海洋工业是搅拌摩擦焊率先应用的领域，主要用于船舶零部件的焊接，如甲板、侧板、防水壁板和地板，以及船体外壳和主体结构件等。已成功焊接了 6m×16m 的大型铝合金船甲板，此甲板采用厚度为 6mm、宽为 200 - 400mm 的 6082 - T6 铝合金进行纵缝拼焊而成。
在航空制造方面，搅拌摩擦焊在飞机制造领域的开发和应用仍处于试验阶段，主要用于实现飞机蒙皮和衍梁、筋条、加强件之间的连接，以及框架之间的连接。
在铁道车辆中，搅拌摩擦焊已用于制造高速列车、货车车厢、地铁车厢和有轨电车等，为汽车轻合金结构的制造提供了巨大可能。
在电子工业中，搅拌摩擦焊已应用于大型铝合金散热片的焊接，使散热片具备良好的热性能和耐振动特性。
随着人们对搅拌摩擦焊技术认知的不断加深，预计在不久的将来，铝合金材料的连接将主要依靠搅拌摩擦焊来实现，尤其在运载火箭、高速铝合金列车、铝合金高速快艇、全铝合金汽车等项目中，搅拌摩擦焊技术将会占据主导地位。
欣兴鸿智能装备（江苏）有限公司长期专注于数控机床和搅拌摩擦焊设备的研发、生产与销售。公司始终致力于塑造国产现代化“工业母机”，实现“智能化、高性能、多功能、定制化、绿色化”，为国内制造业的转型升级打造前沿且稳定的高精度数控装备综合解决方案。