这些合金的化学性质凝固特性不好,容易产生凝固裂纹。为了发展合适的焊接工艺,不产生有裂纹的焊缝,必须掌握每种不同的合金的凝固裂纹敏感性。这一焊接发展工作从本身来说就是一个大工程。许多工作由铝母材制造商完成,因为他们方便知道铝的可靠焊接方法和工艺,同时也铝装配工完成,他们也知道这种新型材料的潜力,很希望使用它。美国焊接发展的两个先锋是ALCOA(美国铝公司)和Kaiser 铝化学公司,都有出版物;焊接ALCOA铝早在1954年出版(见图1),焊接Kaiser铝早在1967年出版。
搅拌摩擦焊技术是英国焊接研究所(The Welding Institute,简称 TWI)于1991年发明的,并于次年在英国申请了发明专利,同时陆续在世界各国申请了专利保护。得到专利保护并公开以来,搅拌摩擦焊技术首先并主要在铝合金、镁合金等轻金属结构领域得到越来越广泛的应用,同时在高熔点材料领域也获得了一定发展。
搅拌摩擦焊的主要优点如下:
(1)焊接接头热影响区显微组织变化小.残余应力比较低,焊接工件不易变形;
(2)能一次完成较长焊缝、大截面、不同位置的焊接.接头高:
(3)操作过程方便实现机械化、自动化,设备简单,能耗低,功效高,对作业环境要求低:
(4)无需添加焊丝,焊铝合金时不需焊前除氧化膜,不需要保护气体,成本低;
(5)可焊热裂纹敏感的材料,适合异种材料焊接:
(6)焊接过程、无污染、无烟尘、无辐射等。
搅拌摩擦焊也存在一定的缺点:
(1)焊接工件必须刚性固定,反面应有底板;
(2)焊接结束搅拌探头提出工件时,焊缝端头形成一个键孔,并且难以对焊缝进行修补;
(3)工具设计、过程参数和机械性能数据只在有限的合金范围内可得;
(4)在某种情况下,如特殊领域中要考虑腐蚀性能、残余应力和变形时,性能需进一步提高才可实际应用;
(5)对板材进行单道连接时,焊速不是很高;
(6)搅拌头的磨损消耗太快等。