這些合金的化學(xué)性質(zhì)凝固特性不好,容易產(chǎn)生凝固裂紋。為了發(fā)展合適的焊接工藝,不產(chǎn)生有裂紋的焊縫,必須掌握每種不同的合金的凝固裂紋敏感性。這一焊接發(fā)展工作從本身來(lái)說(shuō)就是一個(gè)大工程。許多工作由鋁母材制造商完成,因?yàn)樗麄兎奖阒冷X的可靠焊接方法和工藝,同時(shí)也鋁裝配工完成,他們也知道這種新型材料的潛力,很希望使用它。美國(guó)焊接發(fā)展的兩個(gè)先鋒是ALCOA(美國(guó)鋁公司)和Kaiser 鋁化學(xué)公司,都有出版物;焊接ALCOA鋁早在1954年出版(見(jiàn)圖1),焊接Kaiser鋁早在1967年出版。
攪拌摩擦焊技術(shù)是英國(guó)焊接研究所(The Welding Institute,簡(jiǎn)稱 TWI)于1991年發(fā)明的,并于次年在英國(guó)申請(qǐng)了發(fā)明專利,同時(shí)陸續(xù)在世界各國(guó)申請(qǐng)了專利保護(hù)。得到專利保護(hù)并公開(kāi)以來(lái),攪拌摩擦焊技術(shù)首先并主要在鋁合金、鎂合金等輕金屬結(jié)構(gòu)領(lǐng)域得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用,同時(shí)在高熔點(diǎn)材料領(lǐng)域也獲得了一定發(fā)展。
攪拌摩擦焊的主要優(yōu)點(diǎn)如下:
(1)焊接接頭熱影響區(qū)顯微組織變化小.殘余應(yīng)力比較低,焊接工件不易變形;
(2)能一次完成較長(zhǎng)焊縫、大截面、不同位置的焊接.接頭高:
(3)操作過(guò)程方便實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化,設(shè)備簡(jiǎn)單,能耗低,功效高,對(duì)作業(yè)環(huán)境要求低:
(4)無(wú)需添加焊絲,焊鋁合金時(shí)不需焊前除氧化膜,不需要保護(hù)氣體,成本低;
(5)可焊熱裂紋敏感的材料,適合異種材料焊接:
(6)焊接過(guò)程、無(wú)污染、無(wú)煙塵、無(wú)輻射等。
攪拌摩擦焊也存在一定的缺點(diǎn):
(1)焊接工件必須剛性固定,反面應(yīng)有底板;
(2)焊接結(jié)束攪拌探頭提出工件時(shí),焊縫端頭形成一個(gè)鍵孔,并且難以對(duì)焊縫進(jìn)行修補(bǔ);
(3)工具設(shè)計(jì)、過(guò)程參數(shù)和機(jī)械性能數(shù)據(jù)只在有限的合金范圍內(nèi)可得;
(4)在某種情況下,如特殊領(lǐng)域中要考慮腐蝕性能、殘余應(yīng)力和變形時(shí),性能需進(jìn)一步提高才可實(shí)際應(yīng)用;
(5)對(duì)板材進(jìn)行單道連接時(shí),焊速不是很高;
(6)攪拌頭的磨損消耗太快等。