搅拌摩擦焊微观组织文档格式.docx

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微观组织的变化对焊后的力学性能具有重要影响。

焊核区

搅拌摩擦焊过程中剧烈的塑性变形和摩擦热，使得搅拌区形成细小的动态再结晶晶粒，通常这个区域被称为焊核区或动态再结晶区（DXZ）[3]。

焊核区的形状依赖于搅拌摩擦焊的工艺参数，Liu等[4]发现，轴肩尺寸为16mm时焊核区的形状为矩形，随着轴肩尺寸的增加，焊核区由矩形变为椭圆形。

当搅拌针直径从8mm降到6mm时，焊核区的尺寸显著降低。

焊核区的宽度稍微大于搅拌针的直径[5]。

另外，焊核区与热机影响区的分界线在前进侧比后退侧明显。

1晶粒尺寸

在搅拌摩擦焊过程中，焊核区发生动态再结晶，其内部晶粒为细小等轴晶晶粒。

搅拌摩擦焊过程中的工艺参数，搅拌针形状，材料组成，焊件温度，下压力和冷却过程对焊核区再结晶晶粒尺寸都有显著影响[2]。

通过改变搅拌摩擦焊的工艺条件，可获得不同的晶粒尺寸，如表1所示。

通常搅拌摩擦焊的再结晶晶粒尺寸在微米级，通过调节搅拌摩擦焊的工艺参数和搅拌针的几何形状可以获得约为0.4~0.7μm的极细小微观晶粒结构[6]。

Su等[7]等研究7075-T651铝合金板材搅拌摩擦焊时，通过在搅拌针后面用水、甲醇、干冰的混合冷却剂急速冷却，得到晶粒尺寸约为100μm的再结晶晶粒。

一般情况下焊核区的晶粒尺寸随着焊接速度的升高而减小；

随着旋转速度的升高而增大。

Feng等[8]在研究7075-T651铝合金搅拌摩擦焊时，当保持旋转速度800r/min不变，焊接速度分别为100mm/min、400mm/min时，晶粒尺寸依次为6.7μm、4.6μm；

当保持焊接速度400mm/min不变，旋转速度从800r/min升到100r/min时，平均晶粒尺寸从4.6μm增加到5.1μm。

同样，Sakthivel等[9]在低焊接速度下获得22.5μm的晶粒，在高焊接速度下获得较细小的20μm的晶粒。

Karthikeyan等[10]研究2285铝合金搅拌摩擦焊时，在较高的焊接速度下获得较小的晶粒尺寸。

同样，Hirata等[11]人在不同的焊接条件下获得不同的晶粒尺寸，晶粒尺寸随着旋转速度的降低而降低，随着焊接速度的升高而降低。

Sato[12]指出焊接峰值温度随着搅拌头旋转速度的增加而升高。

另外，峰值温度随着焊接速度的增加而减小。

根据再结晶的原理，在FSW过程中变形程度的增加会导致再结晶晶粒尺寸的减小。

另一方面，峰值温度的增加也会使得再结晶晶粒长大和粗化。

而旋转速度升高时晶粒尺寸增大，说明变形程度对晶粒尺寸的影响弱于峰值温度的影响。

焊核区晶粒的尺寸分布是不均匀的，在焊接区域的上方会增大，在远离焊接区域中心的位置会减小，这和焊接区域温度的变化是一致的。

Giles等[13]对铝锂合金进行搅拌摩擦焊时，发现焊核区晶粒尺寸从上到下逐渐减小。

Xu等[14-15]研究2219-O铝合金焊核区从顶部到底部晶粒尺寸大小时发现，顶部的晶粒尺寸要大于底部晶粒尺寸。

大量的晶体形核和细小动态再结晶晶粒是通过晶界运动产生的，焊核区的顶部经历的温度较高且热循环时间较长，因此晶粒长大。

2晶粒结构

焊核区经历了动态再结晶，细小等轴晶晶粒被大量高角度晶界分开[16-18]。

WanchuckWoo等[19]人利用X射线和中子射线衍射测量方法研究了6061-T6铝合金搅拌摩擦焊横截面的显微组织并研究其位错密度和亚晶粒尺寸。

他们指出相对于母材的位错密度，搅拌区在搅拌摩擦焊过程中位错密度急剧升高，而亚晶粒尺寸相对母材则没有较大变化。

Jata等[18]利用TEM观察得到焊核区某些晶粒内部具有较高的位错密度，有些位错被第二相粒子所固定。

Su等[16]在7075-T6铝合金搅拌摩擦焊焊核区再结晶晶粒中发现一些位错组织，有些晶粒中存在较低的位错密度；

然而，在许多晶粒中发现网状结构的高位错密度；

另外，晶粒内还存在不同程度的回复，许多位错结合起来合并形成亚晶界；

有些晶粒横穿过亚晶界。

Su等[17]研究7075-T651铝合金搅拌摩擦焊时发现，再结晶晶粒存在不同的位错结构，有螺旋状的位错环和高位错密度的网状结构等。

在回复过程中，某些晶粒具有低位错密度，而其周围是含有高位错密度晶粒。

同样，发现许多位错合并形成亚晶界。

3再结晶机制

焊核区经历了动态再结晶和形成等轴晶晶粒。

近来，人们对搅拌摩擦焊过程中的动态再结晶机制进行了许多研究。

对于铝合金搅拌摩擦焊焊核区的动态再结晶过程，主要认为连续动态再结晶[17,20,21]、不连续动态再结晶[7,22]、几何动态再结晶[23,24]等是可能的机制。

连续动态再结晶（CDRX）机制的特征是应力使得亚晶粒渐进式的转动，并伴有少量的晶界迁移，转动的亚晶粒逐渐转变为晶界，通过亚晶粒间的取向误差的逐渐增大形成新晶粒。

Jata和Semiatin[20]首先提出连续动态再结晶是搅拌摩擦焊中最合适的动态再结晶形核机制。

他们认为在搅拌摩擦焊中，由于起初小角度晶界的连续转动，母材中的小角度晶界被焊核区的大角度晶界所取代。

同样，Heinz和Skrotzki[21]也提出了搅拌摩擦焊和搅拌摩擦加工中连续动态再结晶是最合适的。

此外，Buffa等[25]提出7075-T6铝合金的连续动态再结晶模型。

然而，焊核区的许多再结晶晶粒比起初的亚晶粒要细小。

因此，认为焊核区的再结晶晶粒是由母材金属原始细长亚晶粒的转动造成的看法是不正确的。

Rhodes等[22]提出，7075铝合金的初始再结晶晶粒尺寸在25~100μm之间。

然后，在350~450℃之间加热1~4min，这些晶粒长大到搅拌摩擦焊铝合金中发现的晶粒尺寸约2~5μm。

Su等[7]利用较小搅拌头和快速冷却的方法，成功获得7075铝合金搅拌摩擦焊的纳米级晶粒，晶粒只有几纳米并伴有高角度晶界。

几何动态再结晶（GDRX）通常发生在经历高应力的铝合金中。

晶粒经过大量的变形，变成扁平状，并在动态回复过程中晶界变成锯齿状。

最后，扁平状的晶界相互接触最终消失，从而导致细小的等轴晶结构。

但是，几何再结晶只能产生约是亚晶粒直径1~3倍的动态再结晶晶粒[26]。

因此，小于纳米晶的亚晶粒在搅拌摩擦焊高温过程中形成是不可能的。

Su等[16]认为7075-T6铝合金搅拌摩擦焊焊核区，在不同阶段经历了不同的动态再结晶过程，包括非连续动态再结晶、位错产生、动态回复和连续动态再结晶。

搅拌针附近形成的初始晶粒非常细小，其不是亚晶粒而是由高角度晶界分开的新晶粒。

搅拌针附近产生的极细小晶粒在非连续动态再结晶过程中形成；

随后经历了位错产生和动态回复，在动态回复过程中亚晶粒在晶间产生；

最后经历连续动态再结晶，在连续动态再结晶过程中亚晶粒长大并且取向误差逐渐增大。

在非连续动态再结晶过程中，新晶粒表现出大角度晶界的演变，如动态形核跟随在由大角度晶界迁移产生晶粒长大过程之后。

在连续动态再结晶过程中，位错的重复合并形成亚晶界，从而使亚晶粒的长大和转动，最终形成具有高角度晶界的细小等轴再结晶晶粒。

位错的重复合并形成亚晶晶界，其是连续动态再结晶过程中亚晶粒晶界取向误差增加的主要机制。

另外，Etter等[23]研究5251铝合金搅拌摩擦焊动态再结晶机制得到，不同的初始热处理状态会影响焊核区的动态再结晶机制。

事实上，在铝合金搅拌摩擦焊焊缝的焊核区中再结晶晶粒明显小于母材中预先存在的亚晶粒，这强有力地说明不连续动态再结晶机制存在的可能性。

但是，对于搅拌摩擦焊过程中的确切动态再结晶机制，还有待进一步的研究。

4沉淀相

在搅拌摩擦焊过程中，由于搅拌针的搅拌作用，焊核区经历了强烈的塑性变形和热循环，焊核区温度达到400~550℃之间，其足以使沉淀相发生完全或部分溶解并在冷却过程中再析出。

但是，也存在一些熔点较高的弥散相，在搅拌摩擦焊过程中未被影响[18,27]。

因此，沉淀相的溶解和粗化取决于合金类型和搅拌摩擦焊过程中的最高温度。

Kim等[28]研究铸造铝合金搅拌摩擦焊焊核区沉淀相的分布，得到焊核区上部的沉淀相尺寸比下部和中间的沉淀相要小，前进侧和后退侧沉淀相尺寸没有较大差异。

Heniz等[21]发现6013-T6和6013-T4铝合金在搅拌摩擦焊过程中，沉淀相发生了完全溶解。

Jata等[18]研究7075-T7451铝合金时，发现焊核区中强化沉淀相的溶解，而母材中存在的弥散体未被溶解。

Wanchuck等[29]在6061-T6铝合金焊核区发现针状沉淀相的溶解，并发现新的细小针的-点状沉淀相。

Su等[17]研究7075-T651铝合金时发现，焊核区的沉淀相在热循环过程中发生了溶解并再析出，沉淀相的再分布强烈依赖于位错结构，其优先在晶界、亚晶界或位错核心处再析出。

Feng等[8]利用TEM观察7075-T651铝合金搅拌摩擦焊焊核区的强化沉淀，发现细小沉淀相发生了溶解相。

同样，Simar等[30]在6005-T6铝合金搅拌摩擦焊焊焊核区发现沉淀相的溶解。

以上这些说明，在搅拌摩擦焊过程中发生了沉淀相的溶解和再析出。

热机影响区

热机影响区（TMAZ）存在于热影响区和焊核区之间，其具有较高的变形结构，在搅拌摩擦焊过程中，同时经历了塑性变形和热循环作用。

Ali等[31]在研究2024-T351铝合金搅拌摩擦焊时发现，热机影响区的形状和尺寸在前进侧和后退侧不对称。

同样，Kang等[32]在研究6061-T651铝合金搅拌摩擦焊时，得到热机影响区形状在前进侧和后退侧是非对称结构，且前进侧宽度大约是后退侧宽度的3倍。

另外，Attallah等[33]研究5251铝合金搅拌摩擦焊时，发现热机影响区前进侧晶粒尺寸小于后退侧晶粒尺寸，前进侧为3.7μm，而后退侧为6.6μm。

热机影响区的组织在搅拌作用下发生了弯曲变形，此外，在热循环作用下发生了晶粒的粗化和长大。

傅等[34]在研究7A52铝合金搅拌摩擦焊时，发现热机影响区的微观组织由母材的细纤维组织变为具有一定弧度的弯曲粗纤维组织。

热机影响区虽然经历剧烈的塑性变形，但因为变形应力和热输入的不足，没有发生再结晶[4]。

Feng等[8]发现热机影响区多数晶粒含有网状的亚晶粒结构并具有高的位错密度。

Su等[17]研究7075-T651铝合金搅拌摩擦焊热机影响区特征时得到，靠近焊核区的热机影响区中多数晶粒具有网状结构的高位错密度，某些晶粒内部存在位错墙。

靠近热影响区的热机影响区内存在具有高密度亚晶界的回复晶粒，亚晶粒大约是1~2μm的等轴晶，并且具有较低的位错密度。

在热机影响区，在晶粒内部，晶界处存在粗大的的沉淀相，认为沉淀相在热循环过程中发生了溶解，并在冷却过程中优先在晶界、亚晶界和位错核心处再析出[8,17]。

Wadeson等[35]研究7108-T79铝合金搅拌摩擦焊时，得到热机影响区时效沉淀相发生溶解，而自然时效沉淀相未发生溶解。

由此说明，在搅拌摩擦焊过程中，热机影响区的晶粒发生长大和粗化，同时沉淀相也存在一定程度的溶解和粗化。

热影响区

热影响区（HAZ）是存在于热机影响区外的较小区域，其受到焊接热循环作用但没有受到机械作用，晶粒结构与母材相似。

大量试验结果得到，铝合金搅拌摩擦焊焊缝的微观硬度最低区域存在于热影响区和热机影响区之间，其为硬度最低区[29,33,36]。

同时，热影响区因只经历了热循环作用，没有经历机械搅拌作用，性能有所下降，导致硬度较低，也是软化区[37-38]。

Fonda等[36]研究2519-T87铝合金搅拌摩擦焊热影响区微观组织得到横截面微观硬度分布，发现热影响区硬度较低，硬度最低存在于热影响区与热机影响区之间。

因此研究热影响区的微观组织能够更好的得到微观组织与力学性能的关系，通过对微观组织的深入学习，从而指导实际应用。

热影响区经历了热循环作用，其内部沉淀相发生了严重粗化[14,17,21,39,40]。

Ali等[33]研究发现

2024-T351铝合金搅拌摩擦焊热影响区内晶粒尺寸在150~200μm之间，并含有明显粗化和均匀分布的沉淀相。

Fonda等[36]研究2519-T87铝合金搅拌摩擦焊热影响区的微观特征，得到热影响区的沉淀相数量显著降低并且沉淀相晶粒明显长大，尺寸约为100μm，其约是母材中发现的两倍。

Jata等[18]指出搅拌摩擦焊对热影响区内亚晶粒尺寸没有较大影响，强化相存在于晶粒内部或沿着晶界分布。

以上说明，热影响区的沉淀相在搅拌摩擦焊过程中发生了粗化。

Paglia等[41]研究2219-T87铝合金搅拌摩擦焊焊缝微观组织时，在热影响区中发现含有非连续晶界沉淀相的晶界无析出带（PFZ）和盘状晶间沉淀相。

同时，Su[17]和Jata[18]研究发现，与母材金属微观结构相比较，热影响区的强化相和沿晶界分布的晶界无析出带（PFZ）发生了5倍的粗化。

由此得到，热影响区沉淀相的粗化和PFZ的粗化是其力学性能较低、微观硬度软化的主要原因。

结论及展望

搅拌摩擦焊是一种固相连接技术，搅拌针的搅拌作用使得焊缝金属经历了剧烈的塑性变形和热循环过程。

剧烈的塑性变形和温度升高使得焊缝微观组织发生的改变，最终形成三个不同区域。

焊核区经历剧烈塑性变形和高温过程，发生动态再结晶，形成了细小的等轴晶晶粒；

热机影响区经历不充分的机械变形和热输入，形成变形程度较大的非再结晶晶粒。

热影响区只受到热循环作用，发生了晶粒和沉淀相的粗化。

通过对近年来铝合金搅拌摩擦焊焊缝微观组织发展情况的研究，总结了焊核区的晶粒结构特征、再结晶机制、沉淀相的溶解和粗化等。

一方面，得到热机影响区的晶粒尺寸和形态、沉淀相分布等；

另一方面，详细介绍了热影响区的微观结构特征，得出热影响区沉淀相发生严重粗化，导致其机械性能下降，形成微观硬度软化区。

虽然人们对铝合金搅拌摩擦焊焊缝微观组织做了大量的研究，但是许多方面还有待进一步的研究，从而加强对搅拌摩擦焊微观组织的深入了解。

因热影响区是焊缝力学性能薄弱区，随着搅拌摩擦焊在工程实践中的广泛应用，热影响区的微观组织演变是未来搅拌摩擦焊焊缝微观组织研究的发展方向。

通过深入了解热影响区的微观组织，可解释力学性能薄弱区的原因，从而采取措施改善其力学性能，促进搅拌摩擦焊的应用。

搅拌摩擦焊是一种新型固相连接工艺,它为铝合金、镁合金等多种熔化焊接性差的轻质高强材料的有效连接提供了一条新的途径.搅拌摩擦焊具有细化的锻造组织、无气孔、裂纹和元素烧损等熔焊缺陷,且焊缝质量高度一致;

可适用于多种接头形式;

连接工艺简单.已广泛应用于航空航天、船舶、机械、汽车制造等领域.

　　洋葱圆环是搅拌摩擦焊接头最主要的一个特征,它是在特定的工艺参数下以复杂的流动规律所形成的一种接头形貌.这个区域附近受到热循环和机械的共同作用,经历了高温、大的应变速度和应变,发生了强烈的塑性变形,通过动态再结晶形成了比较致密的微观组织,对材料的焊接性能有很大的影响.因此研究洋葱圆环的形成过程及影响因素对优化焊接工艺、提高焊接质量具有重要意义.

　　1　洋葱圆环非稳态流场的形成过程

　　搅拌摩擦焊连接的过程中,塑性软化层的形成过程为轴肩与焊缝接触后两者产生摩擦热,并且热输入呈现出梯度效应,在靠近轴肩的部分区域具有大的应变和高的应变率,在搅拌头的作用下经历了动态再结晶,形成了精细的等轴动态结晶晶粒,晶界为大角晶界.LF2铝合金搅拌摩擦焊接接头的焊核区组织如图1所示,焊接工艺参数为转速n=1500r/min、焊接速度v=90mm/min.同时在焊接区域由于热量的不断输入、搅拌头的机械作用造成了晶界的迁移,晶界间的迁移和塑性流动导致新晶粒呈链状形核和长大,形成的晶粒层在纵向不断扩展,形成了束形的晶粒带,此时塑性金属呈现出类似粘性流动的特征.

　　洋葱圆环是搅拌摩擦焊接头的一个重要特征,LD30铝合金搅拌摩擦焊接接头所观察到的洋葱圆环形貌如图2所示.在这个区域材料经历了高温剧烈的变形,并且以非稳态流场的形式扩展而成.那么这种非稳态流场是怎样形成的呢?

这可以大致从两个阶段去分析,即在搅拌头插入待焊件,并且施加了一定的轴向压力第一阶段为作用下形成的原始流动场,此时搅拌头还未开始沿着焊缝运动;

第二阶段为搅拌头在行进过程中填充空腔的金属流动场,与原始流动场相互作用并且产生叠加效应而形成新的非稳定流场.

　　搅拌摩擦焊接头的原始流动场如图3所示.图3（a）为X-Z面内金属流场的一种近似速度梯度,当X-Y面内还没有进行焊接,或者说搅拌头在开始行进的前期,搅拌头的周围区域的速度梯度,从图3（b）可以看出不同的塑性软化层间存在速度梯度,轴肩区域的金属流体速度梯度与搅拌头区域的金属流体速度梯度是不同的.Si层附近的晶粒层界面处通过切应力将速度梯度传递到Si+1层,与此同时搅拌针区域的Sj层金属流体速度梯度也与此类似直到材料底部,但是值得注意的是搅拌头区域产生的金属流体速度梯度与轴肩区域的金属流体速度梯度共同作用形成一个叠加的流场.这种流场在机械搅拌的作用下使晶粒发生了强烈的塑性变形,应变率大于102,应变随着距焊缝中心线距离而快速下降,这是因为随着距离的增加机械作用减弱,晶粒之间的相互作用主要离靠晶粒之间的剪切作用,但是这种理想的原始流场是不稳定或者说是暂时的,在Y方向（即焊接方向）进行连接时,前进方向的金属在挤压的作用下将向后移动形成了另外一个非稳定的流场与先期产生的近似理想稳定场相互作用,导致在形成焊接接头的动态再结晶过程中的不均匀现象.即形成了一种涡流状非稳定流场,从得到的洋葱圆环图中可以看出,接头的形貌与这种动态再结晶的不均匀现象密切相关.再结晶演变的形成过程中,虽然位错在其中起着很重要的作用,但是对于试样来说,如此剧烈连续的塑性变形仅从此方面来解释是比较困难的,既然搅拌过程是通过一个旋转的焊针来实现的,不仅通过晶界滑移（和旋转）这种方式,而且通过剧烈的纯剪切过程.

　　由于搅拌头的高速旋转,搅拌针前方的金属也进入了塑性状态,根据阻力最小定理,在搅拌头向前运动过程中,这部分金属会流向后方填充空腔区域,在这部分金属产生的流动速度场作用下,原先建立的流场被破坏,使得X-Y平面的流动速度场发生变化,形成了如图3（b）所示的流场,从这个流场可以看出填充空腔的这个金属流场对最终形成的非稳态流场有很大的影响.特别是Y-Z面右侧1处的金属流动使得沿搅拌头旋转方向的金属流动受阻,Y-Z面左侧进入空腔的金属对非稳态流场的影响不大,这与洋葱圆环的根部相对于中心面（Y-Z面）有较大的偏移相吻合,此外这种流向空腔的金属对沿搅拌头旋转方向的金属阻碍作用γ,同样发生在搅拌针的根部或者说洋葱圆环的葱头部位,造成了洋葱圆环的葱头部位相对中心面也发生了部分偏移,但是由于流入空腔的金属在沿厚度方向的速度梯度比较大.这种偏移并不是很明显.图4给出了沿厚度方向Z=H、Z=H/2处X-Y面的涡状流动形态.在葱头部位是受到热影响和最强烈机械搅动的地方,这部分金属的流动方式是沿着Y轴方向,以螺旋状运动直到连接过程结束.

2　影响洋葱圆环非稳定流场的因素

　　那么这种非稳态流场所形成的洋葱圆环形貌与哪些因素有关呢?

为此针对搅拌摩擦焊使用不同的工艺参数进行连接,通过不同的工艺参数来探索其对这种非稳定流场的影响.在不同的工艺参数下对LD2铝合金进行搅拌摩擦连接,由于热输入功率主要与旋转速度和轴肩与工件间的压力有关,选取旋转速度为1500r/min,焊接速度分别250mm/min、350mm/min、500mm/min对应于不同的工艺参数,焊核区的洋葱圆环的形貌也不同,图5给出了焊接参数下洋葱圆环的形貌,可以看出随着焊接速度的增加,洋葱圆环的环状形貌越来越不明显.K.N.Krishnan对搅拌摩擦焊接头“洋葱圆环”进行初步的分析,指出与焊头几何形状及工艺参数有关,由于两者均影响塑性流体的运动,圆环的生成本质取决于塑性流体的运动;

圆环的中心比较密,往外围比较稀疏;

圆环间隙与焊接工具每一转前进的距离相等[7].当旋转速度超过某一范围时,观察不到洋葱圆环,这可能是因为转速的增加使热输入功率大大增加导致焊核区的流动发生了较大的变化,关于这方面的研究工作国内外正在运用实验法、模拟法等进行深入的研究.

　　搅拌摩擦连接进行时,搅拌针连续地对材料进行搅拌和挤压,材料经历了极大的变形、应变量和应变率极高,晶粒发生反复的再结晶,满足材料进行塑性流动所需的条件,这种塑性流动形态的连续性与旋转速度有很大的关系,随着旋转速度的提高,金属的流动具有更好的稳定性和连续性,在其他工艺参数不变的情况下,随着焊接速度的增加,热输入减小,动态再结晶驱动力相应变化,导致搅拌针前进方向的金属软化层之间的粘滞作用加强,洋葱圆环的葱头部分发生动态再结晶的驱动力下降较快,使沿着Y方向金属的扩展变得越来越难,金属的流动转移能力下降,洋葱圆环的形貌发生变化,并且环与环之间的间距越来越大.这一点与K.N.Krishnan观察的结果相吻合.

　　由此可以看出焊接速度对洋葱圆环形成过程中的流动场和最终形貌有很大影响,除此之外不同的搅拌针形状对塑性材料的流动场有不同的作用形式,例如螺旋状焊针与圆柱形焊针相比,前者在连接过程中不但有搅拌挤压的作用,而且使材料产生一个向下的螺旋状流动场,这对接头的最终形貌和组织性能具有很大影响,因此焊接工具的形状尺寸影响也是不容忽视的.此外洋葱圆环葱头的形态与搅拌头轴肩尺寸也有密切关系,这种影响主要体现在表面以下1/3板厚的区域,因为这个区域的流动场主要受到搅拌头轴肩的搅拌作用.

　　3　结论

　　塑性软化区的金属流动质点由于速度和方向的不断变化流动,呈现出一种涡流状非稳定流场,连接过程中所形成的接头组织呈不对称形态,但是基本上保持了具有梯度特征的接头组织形貌.进行连接时,搅拌头端面附近的塑性流体后方留下的空腔时形成的流场与沿搅拌针方向的流场相互作用,并且这种相互作用沿着厚度方向迅速减弱,使得洋葱状形态（包括葱头到根部）相对中心面发生了偏移,并且这种偏移程度从葱头到根部越来越明显.

　　涡流状非稳定流场的变化决定了接头的洋葱形貌特征,影响涡流状非稳定流场的主要因素是焊接速度和轴肩压入工件的深度（也是轴向压力的一种传递形式）,焊接工具的形状尺寸影响也是不容忽视的.

铝合金搅拌磨擦焊接应用

分类：

搅拌摩擦焊 

时间：

2011-8-1418:

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一、概述

　　1991年英国焊接研究所（T