搅拌摩擦焊焊接新技术的常见表面缺陷及对策

赤平

搅拌摩擦焊（FSW）是一种新型的焊接技术，常见的FSW表面缺陷有表面沟槽、飞边、表面起皮、底部焊瘤等。

1、表面沟槽
　　表面沟槽又称犁沟缺陷，它往往出现在焊缝的上表面，偏向于焊缝的前进边呈沟槽状。其原因是由于焊缝周围的热塑性金属流动不充分，焊缝的塑性金属无法充分填充搅拌针行进过程中留下的瞬时空腔，从而在焊缝靠近前进边的位置形成表面沟槽。
　　控制措施是：增大轴肩直径，增大压力，降低焊接速度。
2、飞边毛刺
　　飞边毛刺出现在焊缝的外边缘，呈波浪形，返回边的飞边往往比前进边大。此种缺陷是由于旋转速度和焊接速度的匹配不当，在焊接过程中，下压量过大，会形成大量的飞边。
　　控制措施：优化焊接参数，减少下压量。
3、表面起皮
　　表面起皮或起丝呈皮状或丝状出现在焊缝的表面。该缺陷的产生是大量的金属摩擦产热，积累于焊缝的表层金属，使得表层的局部金属达到熔化状态，在焊接过程中逐渐冷却呈皮状或丝状分布于焊缝表面。
　　控制措施：优化焊接参数，降低转速，提高焊速。
4、表面鼓皮
　　表面鼓皮通常在FSW焊后热处理之后出现，位于焊缝表面0.3mm以内的杂质鼓包。焊缝鼓包是由于焊缝表面氧化膜夹杂在热处理过程中由于温度的升高，杂质物分解膨胀造成。
　　控制措施：焊前将氧化膜或油污清理干净。
5、背部焊瘤
　　背部焊瘤表现为焊缝别不的金属向外凸出。形成的原因是由于搅拌针顶部与焊缝底部的间隙过小，或产品装配时，焊缝底部存在较大间隙，导致焊接过程中，搅拌针的轴向挤压力挤压底部的金属向焊缝底部凸出，呈现焊瘤状。
　　控制措施：保证被焊材料与工装良好贴合，保证间隙尽量小，稍微减小搅拌针的长度。