第1章 绪论1

1.1 搅拌摩擦焊接原理1

1.2 搅拌摩擦焊接特点1

1.3 接头形式及焊接材料3

1.4 搅拌摩擦焊接专利许可与授权6

1.5 搅拌摩擦焊接技术应用8

1.5.1 搅拌摩擦焊接技术在造船业的应用8

1.5.2 搅拌摩擦焊接技术在铁道车辆制造上的应用10

1.5.3 搅拌摩擦焊接技术在飞机制造业的应用11

1.5.4 搅拌摩擦焊接技术在航天制造业的应用14

1.5.5 搅拌摩擦焊接技术在其他工业方面的应用17

1.6 搅拌摩擦焊接技术的常用术语18

1.7 小结19

第2章 搅拌头与搅拌摩擦焊接设备20

2.1 搅拌头的研制与开发20

2.1.1 搅拌头的构成20

2.1.2 搅拌头材料选择21

2.1.3 搅拌头形状设计28

2.1.4 工程用常见搅拌头37

2.1.5 搅拌头的改进措施39

2.2 搅拌摩擦焊接设备40

2.2.1 搅拌摩擦焊接设备分类40

2.2.2 搅拌摩擦焊接设备结构43

2.2.3 常见搅拌摩擦焊接设备简介53

2.3 小结59

第3章 铝合金搅拌摩擦焊接工艺60

3.1 焊接工艺参数60

3.1.1 搅拌头旋转速度60

3.1.2 焊接速度67

3.1.3 焊接压力77

3.1.4 焊接线能量78

3.1.5 焊接扭矩和焊接能量83

3.2 影响焊接接头性能的工程因素86

3.2.1 焊接间隙87

3.2.2 板厚差88

3.2.3 板材表面处理状态90

3.2.4 搅拌头偏移量91

3.3 理想的参数规范93

3.3.1 旋转速度与焊接速度参数范围93

3.3.2 焊接装配范围98

3.3.3 铝合金常用焊接规范102

3.4 小结103

第4章 铝合金搅拌摩擦焊接接头组织及力学性能104

4.1 搅拌摩擦焊接接头组织104

4.1.1 焊缝外观形貌104

4.1.2 搅拌摩擦焊接接头宏观组织104

4.1.3 搅拌摩擦焊接接头微观组织109

4.2 铝合金搅拌摩擦焊接接头力学性能117

4.2.1 铝合金搅拌摩擦焊接接头性能优势117

4.2.2 常见搅拌摩擦焊接接头力学性能119

4.2.3 接头力学性能各层异性123

4.3 接头显微硬度127

4.3.1 典型铝合金搅拌摩擦焊接接头显微硬度127

4.3.2 焊接工艺参数对接头显微硬度的影响133

4.3.3 接头显微硬度的各层异性134

4.4 接头断口分析137

4.5 小结144

第5章 搅拌摩擦焊接缺陷定义及分类145

5.1 表面缺陷145

5.1.1 飞边145

5.1.2 匙孔147

5.1.3 表面下凹147

5.1.4 毛刺148

5.1.5 起皮150

5.1.6 背部粘连151

5.1.7 表面犁沟152

5.1.8 背部间隙153

5.2 内部缺陷154

5.2.1 未焊透缺陷155

5.2.2 弱结合缺陷156

5.2.3 孔洞型缺陷158

5.2.4 结合面氧化物残留162

5.3 搅拌摩擦焊接接头缺陷产生机理163

5.4 小结167

第6章 搅拌摩擦焊接接头缺陷检测技术168

6.1 剖切检查169

6.2 X射线无损检测169

6.2.1 X射线无损检测原理169

6.2.2 X射线无损检测特点171

6.2.3 X射线无损检测实例172

6.3 超声波反射法无损检测173

6.3.1 常规超声波检测及实例173

6.3.2 变角度超声波无损检测及实例177

6.3.3 超声波检测特点181

6.4 相控阵超声波无损检测181

6.4.1 相控阵超声波无损检测与传统超声波检测

技术的区别182

6.4.2 相控阵超声波无损检测技术的基本原理183

6.4.3 相控阵超声波声束扫描模式184

6.4.4 相控阵超声波无损检测技术特点186

6.4.5 相控阵超声波无损检测设备187

6.4.6 相控阵超声波无损检测技术应用实例188

6.5 小结191

第7章 搅拌摩擦焊接接头缺陷修补技术192

7.1 搅拌摩擦补焊192

7.2 摩擦塞补焊194

7.2.1 摩擦塞补焊原理194

7.2.2 摩擦塞补焊分类196

7.2.3 摩擦塞补焊工艺197

7.2.4 摩擦塞补焊接头组织206

7.2.5 摩擦塞补焊在搅拌摩擦焊接接头缺陷修补

中的应用209

7.2.6 摩擦塞补焊缺陷与防止措施211

7.3 小结214

第8章 搅拌摩擦焊接温度场215

8.1 搅拌摩擦焊接温度场检测216

8.1.1 焊接材料种类对温度场的影响216

8.1.2 焊接材料厚度对温度场的影响219

8.1.3 工艺参数对温度场的影响222

8.2 搅拌摩擦焊接过程温度场数值模拟222

8.2.1 不考虑搅拌针产热的热源模型223

8.2.2 考虑搅拌针产热的热源模型226

8.3 小结240

第9章 搅拌摩擦焊缝金属流动试验及数值模拟241

9.1 焊缝金属流动试验241

9.1.1 异种材料焊接241

9.1.2 急停技术244

9.1.3 嵌入标记材料245

9.1.4 典型铝合金搅拌摩擦焊缝金属流动实例250

9.2 搅拌摩擦焊缝金属流动数值模拟258

9.2.1 数值模拟简介258

9.2.2 典型铝合金搅拌摩擦焊缝金属流动数值模拟262

9.3 小结266

第10章 搅拌摩擦焊接技术的发展267

10.1 高熔点金属的搅拌摩擦焊接技术267

10.1.1 搅拌头材料选择268

10.1.2 搅拌头结构设计272

10.1.3 焊接设备要求275

10.1.4 典型高熔点金属搅拌摩擦焊接275

10.2 复合热源搅拌摩擦焊接技术284

10.2.1 以激光为辅助热源的复合搅拌摩擦焊接技术284

10.2.2 以等离子弧为辅助热源的复合搅拌摩擦焊接技术286

10.3 搅拌摩擦点焊288

10.3.1 搅拌摩擦点焊的基本原理289

10.3.2 搅拌摩擦点焊特点292

10.3.3 搅拌摩擦点焊工艺294

10.3.4 搅拌摩擦点焊焊接设备306

10.3.5 搅拌摩擦点焊技术的应用310

10.4 小结312

参考文献313