欣兴鸿台式搅拌摩擦焊：焊接工艺深度解析
搅拌摩擦焊（英文缩写：FSW）作为一种先进的固相连接技术，和传统熔化焊相比，具有众多显著优势，比如无需添加焊丝、无需保护气体，焊接过程无污染、无烟尘、无辐射，焊接接头残余应力低，而且焊接效率高、焊接变形小、能耗低、设备简单、焊接过程安全。历经 20 多年的发展，FSW 已在航空航天、轨道交通、舰船等领域广泛应用。jin天，让我们深入了解一下欣兴鸿台式搅拌摩擦焊在实际加工中的焊接工艺。
首先，来介绍欣兴鸿台式搅拌摩擦焊的技术原理。
高速旋转的搅拌头扎入被焊工件内部，旋转的搅拌针与被焊材料摩擦使其塑化，轴肩与工件表面摩擦生热并防止塑性状态的材料溢出。在焊接时，工件需刚性固定在背部垫板上，搅拌头边高速旋转边沿工件的接缝相对移动，在搅拌头锻压力作用下形成焊缝，zui终实现被焊工件的冶金结合。欣兴鸿台式搅拌摩擦焊的原理如下图所示。
欣兴鸿台式搅拌摩擦焊工艺适用的焊接材料十分广泛，目前成功应用于铝、镁等低熔点金属及合金、铜合金、钛合金、钢铁材料、金属基复合材料以及异种金属（铝/铜、铝/镁、铝/钢等）的焊接。
欣兴鸿台式搅拌摩擦焊的焊接工艺主要包括双轴肩搅拌摩擦焊、静轴肩搅拌摩擦焊、搅拌摩擦点焊、恒压力搅拌摩擦焊、复合能场搅拌摩擦焊、搅拌摩擦增材制造。
双轴肩搅拌摩擦焊（缩写 BT-FSW）相较于传统 FSW，其搅拌头为上、下轴肩结构，两个轴肩通过搅拌针连接，下轴肩取代传统 FSW 的背部刚性支撑垫板，对工件进行自支撑，实现中空部件的焊接。上、下双轴肩的结构在焊接过程中降低了接头厚度方向的温度梯度，减小了接头组织不均匀性，可实现根部全焊透的焊接。
静轴肩搅拌摩擦焊（缩写 SS-FSW）采用轴肩与搅拌针分体式设计，焊接过程中内部搅拌针处于旋转状态，而外部轴肩不转动，仅沿焊接方向行进。在常规 FSW 中，轴肩与被焊接材料之间的摩擦是主要产热方式。但在静轴肩搅拌摩擦焊中，由于内部搅拌针转动而外部轴肩不转动，所以搅拌针在摩擦生热和材料变形中起着关键作用。其焊缝成形良好，表面粗糙度能达到母材水平，并且能够实现角焊缝等非平面结构构件的搅拌摩擦焊接。
搅拌摩擦点焊与常规 FSW 原理相似，但没有搅拌针与被焊工件相对移动产生焊缝的过程，而是依靠旋转下压的搅拌头与工件接触摩擦产生热量，充分搅拌后形成单个焊点。搅拌摩擦点焊可分为传统直插式和回填式。
传统直插式搅拌摩擦点焊包含扎入、旋转、拔出三个过程，焊接完成后，焊点处会留下一个匙孔。
恒压力搅拌摩擦焊工艺指在焊接过程中主轴压力保持稳定，避免因焊接面尺寸波动导致焊接不良。
回填式搅拌摩擦点焊采用特殊的焊接工具，包括搅拌针、搅拌套、压紧环。通过jingque控制搅拌头各部件的相对运动，在搅拌针回撤的同时填充搅拌头在焊接过程中形成的匙孔缺陷。其焊接过程包括搅拌套扎入、搅拌针拔出、搅拌套拔出及搅拌针回填，zui终得到表面平整的焊点。
复合能场搅拌摩擦焊是在焊接过程中施加额外的能量场（感应加热、激光、电弧、超声等），以达到降低焊接载荷、延长搅拌头寿命、改善焊缝组织、实现高熔点材料焊接等目的。
搅拌摩擦增材制造实质为多层材料的焊合叠加，其增材过程类似于 FSW 搭接。与搅拌摩擦增材制造搭接不同的是，搅拌摩擦增材制造是材料的多层多次搭接，是一个空间搭接的过程，包括垂直于搭接方向的横向增材和平行于材料厚度方向的增材，搅拌摩擦增材制造过程如下图所示。
目前市场应用zui广泛的欣兴鸿台式搅拌摩擦焊工艺有三种，分别是：
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提供前沿且稳定的高精度数控装备综合解决方案。