1）搅拌摩擦焊的原理

搅拌摩擦焊方法与常规摩擦焊一样。搅拌摩擦焊也是利用摩擦热作为焊接热源。不同之处在于：搅拌摩擦焊焊接过程是由一个圆柱体形状的焊头伸入工件的接缝处，通过焊头的高速旋转，使其与焊接工件材料摩擦，从而使连接部位的材料温度升高软化。同时对材料进行搅拌摩擦来完成焊接的。在焊接过程中工件要刚性固定在背垫上，焊头边高速旋转。边沿工件的接缝与工件相对移动。焊头的突出段伸进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，并用于防止塑性状态材料的溢出，同时可以起到清除表面氧化膜的作用。

图1 搅拌摩擦焊工作原理图

在焊接过程中，焊头在旋转的同时伸入工件的接缝中，旋转焊头与工件之间的摩擦热，使焊头前面的材料发生强烈塑性变形，然后随着焊头的移动，高度塑性变形的材料流向焊头的背后，从而形成搅拌摩擦焊焊缝。搅拌摩擦焊对设备的要求并不高，最基本的要求是焊头的旋转运动和工件的相对运动，即使一台铣床也可简单地达到小型平板对接焊的要求。但焊接设备及夹具的刚性是极端重要的。焊头一般采用工具钢制成，焊头的长度一般比要求焊接的深度稍短。应该指出，搅拌摩擦焊缝结束时在终端留下个匙孔，通常这个匙孔可以切除掉，也可以用其它焊接方法封焊住。

2）搅拌摩擦焊的特点

作为一种固相连接手段，搅拌摩擦焊除了可以焊接用普通熔焊方法难以焊接的材料外(例如可以实现用熔焊难以保证质量的裂纹敏感性强的7000、2000系列铝合金的高质量连接)，FSW[14]还具有以下优点:

(1)能保持母材的冶金性能，焊接接头的力学性能好。铝合金具有密度低、比强度高、比刚度高等优点，但是铝合金熔点较低、导热系数大、比热容大线膨胀系数大，

在采用熔化焊进行焊接时，易产生裂纹、气孔、变形等焊接缺陷。同时，由于焊接温