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1、攪拌摩擦焊修復技術的研究現(xiàn)狀姬書得黃若飛吳寶生沈陽航空航天大學航空航天工程學部摘要：由英國焊接研宄所發(fā)明的攪拌摩擦焊可用于金屬結構中缺陷的修復。與傳統(tǒng)的熔化焊相比，攪拌摩檫焊修復具有高質量、低能耗、低成本、綠色無污染等優(yōu)點。近年來，國內外的專家和學者不僅對裂紋型缺陷的修復進行/研究，還提出丫多種由攪拌摩擦焊演生而來的工藝進行了體積型缺陷的修復。在介紹攪拌摩擦焊原理的基礎上，對攪拌摩擦焊進行缺陷修復存在的工藝問題進行了分析，重點介紹面積型與體積型缺陷的修復工藝研究現(xiàn)狀。關鍵詞：攪拌摩擦焊修復;而積型缺陷;體積型
2、缺陷;研宂現(xiàn)狀;作者簡介：姬書得（1977-），男，河北滄州人，教授，主要研宂方向:攪拌摩擦焊/加工，E-mail:s叩erjsd@163.com。收稿日期：2017-07-19基金：國家自然科學基金（項目編號:51705339）ReviewonfrictionstirweldingrepairIShu-deHAUNGRuo_feiWUBao-shengFacultyofAerospaceEngineering，ShenyangAerospaceUniversity;Abstract：Frictionstir
3、welding(ESW)inventedbyTheWeldingInstitutecanbeusedtorepairthedefectinmetalstructure.FSWrepairhastheadvantagesofhighquality,lowenergyconsumption,lowcostandnonpollutioncomparedtotheconventionalfusionwelding.Inrecentyears,researchersathomeandaboardhaveinvestig
4、atednotonlycrackrepairbytheconventionalFSWprocessbutalsovolumedefectsbysomenewprocessesevolvedfromF'SW.Inthispaper,P’SWprinciplewasintroduced,andthentechnologicalproblemsondefectrepairusingFSWwereanalyzed.ResearchdevelopmentofFSWrepairtoplanarandvolumedefec
5、tswerepresentedindetail.Keyword：Frictionstirweldingrepair;planardefect;volumedefect;researchdevelopment;Received：2017-07-19對于現(xiàn)今大量應用于制造行業(yè)的鋁合金和鎂合金鑄造件，在鑄造過程中不可避免地會產(chǎn)生如氣孔、疏松、裂紋等鑄造缺陷in;金屬結構件在使用過程中亦會產(chǎn)生各種缺陷，比如裂紋等。缺陷的存在會影響鎂合金或鋁合金鑄造結構的質量，嚴重時甚至導致產(chǎn)品報廢。2003年，我國開展了《國家中長期
6、科學和技術發(fā)展規(guī)劃(2006-2020)》制定工作。規(guī)劃指出：未來限制我國經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的主要瓶頸是資源匱乏和能源匱乏。因此，再制造技術應運而牛.并引起國家高度重視。再制造技術的提出可實現(xiàn)產(chǎn)品循環(huán)壽命周期，即“研制-使用-報廢-再制造”，有利于降低資源消耗，具有突出的節(jié)能減排效益。因此，金屬結構件屮缺陷的修補技術備受國內外學者的關注。目前缺陷修補的方法主要是傳統(tǒng)熔焊、電火花合金化、激光多層涂敷等［2-4］。上述修復方法是基于材料熔化的修復工藝;但過大的局部熱輸入易造成組織粗大且無法避免氣孔與裂紋等缺陷。同時，
7、電火花合金化與激光多層涂敷僅適用于表面缺陷的修復，而對于結構件的內部缺陷顯得無能為力。攪拌摩擦焊(Frictionstirwelding,FSW)作為一種固相連接技術，具有焊接溫度低、變形和殘余應力小、接頭質量高、綠色無污染等優(yōu)點，也適用于金屬結構件的綠色修復。目前，攪拌摩擦焊修復(亦可稱為攪拌摩擦修復)作為一種新型的修復技術，可進行面積型與體積型缺陷的修復，引起了國內外的專家和學者的廣泛關注。1攪拌摩擦焊的原理及成形特點攪拌摩擦焊是由英W焊接研宄所(TWI)在1991年發(fā)明的一種新型固和連接技術其焊接工藝的
8、原理如圖1所示。在FSW過程中，高速旋轉的攪拌頭扎入工件后沿焊接方向運動;在攪拌頭與工件的接觸部位產(chǎn)生摩擦熱，使其周圍金屬形成塑性軟化層;軟化層金屬在攪拌尖旋轉的作用下填充攪拌針后方所形成的空腔，并在攪拌頭軸肩與攪拌針的攪拌及擠壓作用下實現(xiàn)材料連接。隨著FSW的推廣和普及，在二十多年的時間里已逐漸應用于航空航天、高速列車、船舶及汽車制造工業(yè)等領域［6-8］。由于焊接過程中金屬不發(fā)生熔化，焊接接頭中不
