图1-2高转速搅拌摩擦焊原理

1.3.2高转速搅拌摩擦焊特点

高转速搅拌摩擦焊是在搅拌摩擦焊的基础上提出的针对薄板焊接的一种高效、可靠的一种焊接方法。因为薄板导热比较快，在保持其塑性变形的同时也要保证其焊缝良好的成型，高转速搅拌摩擦焊相对于薄板焊接来说，节约了焊接所需的时间。相对于普通的熔焊等方法，大大减少了焊后变形、焊后修补等情况。而且降低了生产成本，节约资源，无疑是一种高效率、高质量、环保的焊接方法。

相对于常规的搅拌摩擦焊（FSW），高转速搅拌摩擦焊改变了其焊接材料的局限性[12-13]，大大增加了搅拌摩擦焊的实际用途。高转速搅拌摩擦焊的焊接接头热影响区显微组织变化下，残余应力比较低，可以一次性的完成较长焊缝、大截面、不同位置的焊接。但是工件必须进行刚性固定，而且难以对焊缝进行修补。对板材进行单道焊接时，尤其是薄板，焊接速度快，增加了焊接效率，而且焊接质量更好。但是由于是薄板高速焊接，对搅拌头的要求比较高，其刚度和韧性必须要好，还要有一定的耐热性和耐磨性。尽管如此，高转速搅拌摩擦焊的搅拌头还是有磨损、消耗太快等缺陷。

1.3.3高转速搅拌摩擦焊研究现状

1.4研究内容

（1）对薄板铝合金焊接用搅拌头进行特殊设计，保证其刚度和韧性，另外设计薄板铝合金高转速搅拌摩擦焊接工艺；

（2）对焊接过程中的参数进行设定，根据实验确定尺寸为150mm×80mm×1mm的3003铝合金的铝板对接焊的合理参数，实现薄板的高转速焊接，得到良好的焊缝性能；

（3）根据转速和焊接速度等参数设计分析不同焊接参数条件下，搅拌头受力特征和对焊接质量的影响；

（4）通过对不同焊接工艺条件下焊缝性能进行分析，研究不同焊接工艺条件下，焊接参数对焊缝性能的影响。测试接头拉伸强度、硬度并观察微观组织加以分析，使得焊后的工件焊缝成形好、无变形，焊接质量提高。

1.5研究目的

本实验采用的是1mm3003-H32轧制铝合金板材，由于常规搅拌摩擦焊接方法容易产生焊接缺陷，所以本实验采用高转速搅拌摩擦焊接方法，通过不同焊接参数试验，找寻其最佳参数，并加以分析。

第二章试验材料、设备及方法

2.1试验材料

试验材料采用轧制的3003-H32铝合金[21]板材，试板尺寸为150mm×80mm×1mm，其化学成分、力学性能、物理性能表2-1、表2-2及表2-3。3003-H32铝合金属于铝锰系合金，这种合金具有较低的强度，稍高于工业纯铝，用途主要用于要求高的可塑性和良好的焊接性，在液体或气体介质中工作的低载荷零件，如油箱，汽油或润滑油导管，各种液体容器和其他用深拉制作的小负荷零件，线材用来做铆钉。