1. 研究目的与意义（文献综述）

搅拌摩擦焊接(friction stir welding ) 简称fsw是英国焊接研究所(the welding institute ,简称 twi)于 1991 年发明并获世界范围内专利保护的新型固相焊接技术, 也是世界焊接技术发展史上自发明到工业应用时间跨度最短且发展最快的一项神奇的连接技术, 被誉为“世界焊接史上的第二次革命”。

搅拌摩擦焊的研究现状：fsw 的发明引起了世界的广泛关注 , 截至 2008年 10月 1 日 ,获到 twi 专利技术许可的用户有 100 多家, 与此相关的专利技术有近 600 项, 覆盖 30 多个国家和地区。 著名的 boeing 、nasa 、bae 、honda 、ge 、hitachi 、martin 、esab 、alcan 等公司购买了此项技术。目前 ,对 fsw 铝合金连接研究得最多, 所涉及接头形式包括对接接头、搭接接头、型接头、角接头等;并成功地利用 fsw 进行了镁合金 、不锈钢 、铁等异种材料的焊接。此外 ,还进行有无损检测 、有限元分析、极限条件、界面复合物 、疲劳等方面的研究 。新近 ,santos t g 等采 用 电 导 率 场 对aa6013 和 aa7075 fsw 合金接头开展了无损检测方法的研究。choi don-hyun 等 研究了搅拌摩擦焊过程中镁铝合金界面金属间复合物的形成机制。arora a 等为优化 fsw 搅拌头, 对搅拌头轴肩直径进行了深入研究。cao x 等研究了镁合金fsw 搭接接头质量与搅拌头转速和搅拌深度的关系。lemmen h j k 等评估了 aa2024-t3 搅拌摩擦焊接头疲劳裂纹源的位置 。prasanna p 等 [ 10]采用有限元模拟分析研究得出高温 304 l 钢 fsw的峰值温度为 1 056.853 ℃。jacquin d 等]对eulerian 的 fsw 三维热力学模型进行了改进 。rodrigues dm 等 对 aa 5083-h111 和 aa6082-t6铝合金 fsw 工艺参数进行了全面的研究 ,以提高 fsw 焊接质量 。liu h j 等研究了 2219铝合金水下焊焊速对其显微结构和力学性能的影响。nami h 等研究了 al/mg 2 si 金属基铸造复合材料 fsw 的显微结构和力学性能 。singh r kr等研究了 al -zn -mg 合金 fsw 及其热处理条件下的显微组织和力学特性 。rajakumar s 等对影响 aa7075 -t6 铝合金接头的 fsw 工艺参数进行了深入研究 。在 fsw 设备上,美国的 mts 公司已经生产出不同型号fsw 设备,其中, pds 搅拌摩擦焊机能进行三坐标控制操作 ,在平板上实现曲线焊接 ;还装有可控伸缩探针, 可以解决 fsw 过程中的尾部匙孔问题 。美国公司还制造出带有真空夹紧装置的fsw 设备,可用于铝合金挤压型材和板材的焊接搅拌摩擦焊的发明受到了世界范围的青睐。

与传统熔化焊相比， 搅拌摩擦焊具有熔化焊无法比拟的优点： 在焊接过程中没有达到材料的熔点， 不会产生气孔和裂纹等缺陷； 不产生烟尘、飞溅和辐射， 不会危害焊工的人身健康； 不需要添加焊丝， 节约成本。 由于其具备的优点， 搅拌摩擦焊技术可以用于铝镁等轻质合金， 尤其适合焊接熔化焊难焊接的 2xxx 系列 （ al－cu ）， 7xxx 系列（ al－zn ）合金， 也可以焊接铜合金 、 镁合金 、 钛合金 以及钢合金］ 等。并已在航空航天 、车辆 、造船等行业进行了大量成功应用。而6061 铝合金具有良好的塑性和耐腐蚀性，同时冷加工性和焊接性能优异，所以作为结构材料被广泛使用。而铝合金由于热导率高，熔焊时易形成气孔和热裂纹，故焊后力学性能较差。特别是薄板铝合金焊后变形大，但搅拌摩擦焊对薄板铝合金来讲，是一个很好地解决方案。本课题通过深入研究两块6061铝合金板进行搅拌摩擦焊后其工艺及性能的变化，得到结论，使搅拌摩擦焊在焊接合金方面得到更好推广的作用。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

通过文献调研了解搅拌摩擦焊的研究现状，熟练掌握6061铝合金材料的性质，性能及搅拌摩擦焊的优势与缺陷， 针对6mm 厚 6061 铝合金板，进行搅拌摩擦焊工艺参数对接头成形质量与性能的方向研究。轴肩下压量主要影响接头成形，搅拌头转速和焊接速度主要影响接头质量，通过改变上述一次参数，观察并分析接头成形和抗拉强度的变化情况

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料,仪器及设备，确定技术方案，并完成开题报告。

第4－5周：按照设计方案，进行铝板的加工及预处理

第6－11周：按照试验进行焊接，得到无明显缺陷的接头进行金相观察和相关力学试验

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 王希靖, 邓向斌, 王磊. q235钢板与6082铝合金搅拌摩擦焊工艺[j]. 焊接学报, 2016, 37(1):99-102.

[2] 戴明亮, 张益雷, 胡志力,等. 材料性能对搅拌摩擦焊接头组织和性能的影响[j]. 武汉理工大学学报, 2016, 38(5):80-85.

[3] 李艺君, 付瑞东. 钢搅拌摩擦焊接及加工研究进展[j]. 机械工程学报, 2015, 51(22):1-10.