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)展工作從本身來說就是一個大工程。許多工作由鋁母材制造商完成,因為他們方便知道鋁的可靠焊接方法和工藝,同時也鋁裝配工完成,他們也知道這種新型材料的潛力,很希望使用它。美國焊接發(fā)展的兩個先鋒是ALCOA(美國鋁公司)和Kaiser 鋁化學(xué)公司,都有出版物;焊接ALCOA鋁早在1954年出版(見圖1),焊接Kaiser鋁早在1967年出版。
攪拌摩擦焊技術(shù)是英國焊接研究所(The Welding Institute,簡稱 TWI)于1991年發(fā)明的,并于次年在英國申請了發(fā)明專利,同時陸續(xù)在世界各國申請了專利保護(hù)。得到專利保護(hù)并公開以來,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)域得到越來越廣泛的應(yīng)用,同時在高熔點材料領(lǐng)域也獲得了一定發(fā)展。
攪拌摩擦焊除了具有普通摩擦焊技術(shù)的優(yōu)點外,還可以進(jìn)行多種接頭形式和不同焊接位置的連接。挪威已建立了世界上個攪拌摩擦焊商業(yè)設(shè)備,可焊接厚3—15mm、尺寸6×16的Al船板;1998年美國波音公司的空間和防御實驗室引進(jìn)了攪拌摩擦焊技術(shù),用于焊接某些火箭部件;麥道公司也把這種技術(shù)用于制造Delta運載火箭的推進(jìn)劑貯箱。
焊接過程中也不需要其它焊接消耗材料,如焊條、焊絲、焊劑及保護(hù)氣體等。消耗的是焊接攪拌頭。
同時,由于攪拌摩擦焊接時的溫度相對較低,因此焊接后結(jié)構(gòu)的殘余應(yīng)力或變形也較熔化焊小得多。特別是Al合金薄板熔化焊接時,結(jié)構(gòu)的平面外變形是非常明顯的,無論是采用無變形焊接技術(shù)還是焊后冷、熱校形技術(shù),都是很麻煩的,而且增加了結(jié)構(gòu)的制造成本。