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內容簡介

本教材對攪拌摩擦焊的設備、技術、工藝、檢測、缺陷修復等方麵進行瞭係統的介紹。本教材共分九章，主要內容包括攪拌摩擦焊概述、攪拌摩擦焊設備、攪拌摩擦焊工藝、鋁閤金攪拌摩擦焊焊接接頭組織與性能、攪拌摩擦焊缺陷定義及分類、攪拌摩擦焊檢測技術、攪拌摩擦焊接頭缺陷修復工藝技術、攪拌摩擦焊工藝評定及標準以及攪拌摩擦焊技術的發展，教材中還配有不少應用實例，來進一步介紹攪拌摩擦焊技術的適應性，給初學者以深入淺齣的引導。

目錄

序
前言
第１章　攪拌摩擦焊概述１
　１.１　攪拌摩擦焊的原理１
　１.２　攪拌摩擦焊的特點２
　１.３　攪拌摩擦焊焊接結構的接頭形式２
　１.４　攪拌摩擦焊技術應用３
　　１.４.１　攪拌摩擦焊技術在航空航天製造業的應用４
　　１.４.２　攪拌摩擦焊技術在船舶製造業的應用６
　　１.４.３　攪拌摩擦焊技術在軌道交通製造業中的應用７
　　１.４.４　攪拌摩擦焊技術在其他製造業上的應用９
　１.５　攪拌摩擦焊技術的基本術語１０
　本章知識點和技能點１１
第２章　攪拌摩擦焊設備１２
　２.１　攪拌摩擦焊設備的分類１２
　　２.１.１　按焊縫空間分布的分類１２
　　２.１.２　按設備結構形式的分類１４
　２.２　典型攪拌摩擦焊設備１７
　　２.２.１　ＥＳＡＢＳｕｐｅｒＳｔｉｒＴＭ攪拌摩擦焊設備１７
　　２.２.２　ＦＷ２２攪拌摩擦焊設備１７
　　２.２.３　ＶＡＲＩＡＸ�L係列攪拌摩擦焊設備１７
　　２.２.４　國産攪拌摩擦焊設備１８
　２.３　攪拌摩擦焊設備的結構１８
　　２.３.１　攪拌摩擦焊設備的主機１９
　　２.３.２　攪拌摩擦焊設備的焊接工裝２２
　２.４　攪拌頭的特點與功能２５
　２.５　攪拌頭的構成與作用２５
　２.６　攪拌頭材料的選擇２６
　　２.６.１　攪拌頭材料的選擇依據２６
　　２.６.２　常用攪拌頭材料的性能２７
　２.７　攪拌頭的設計３０
　　２.７.１　攪拌頭的設計原則３０
　　２.７.２　不斷發展的攪拌頭形狀３２
　２.８　工程常用的攪拌頭３５
　２.９　攪拌頭的開發改進思路３６
　２.１０　攪拌摩擦焊設備基本操作與數控編程３７
　　２.１０.１　攪拌摩擦焊設備基本操作３７
　２.１０.２　數控編程３９
　本章知識點和技能點４１
第３章　攪拌摩擦焊焊接工藝４２
　３.１　攪拌摩擦焊焊接參數４２
　　３.１.１　焊接速度４２
　　３.１.２　攪拌頭轉速４３
　　３.１.３　攪拌頭傾角４３
　　３.１.４　軸肩壓力４３
　　３.１.５　接頭錶麵狀態４４
　　３.１.６　攪拌頭對中偏移量４４
　　３.１.７　焊接裝配４５
　３.２　攪拌摩擦焊典型焊接參數４６
　本章知識點和技能點４８
第４章　鋁閤金攪拌摩擦焊焊接接頭組織與性能４９
　４.１　攪拌摩擦焊焊接接頭組織４９
　　４.１.１　焊縫外觀形貌４９
　　４.１.２　攪拌摩擦焊焊接接頭宏觀組織５０
　　４.１.３　攪拌摩擦焊焊接接頭微觀組織５０
　４.２　鋁閤金攪拌摩擦焊焊接接頭力學性能５５
　　４.２.１　鋁閤金攪拌摩擦焊焊接接頭性能優勢５５
　　４.２.２　攪拌摩擦焊焊接接頭力學性能５６
　　４.２.３　攪拌摩擦焊焊接接頭力學性能的各層異性現象５８
　４.３　接頭顯微硬度５８
　　４.３.１　典型鋁閤金攪拌摩擦焊焊接接頭顯微硬度５８
　　４.３.２　焊接參數對接頭顯微硬度的影響５９
　　４.３.３　攪拌摩擦焊焊接接頭顯微硬度的各層異性５９
　４.４　接頭斷口分析６０
　４.５　案例分析６２
　　４.５.１　５０８３鋁閤金攪拌摩擦焊接頭微觀組織６２
　　４.５.２　斷口形貌６２
　本章知識點和技能點６４
第５章　攪拌摩擦焊缺陷６５
　５.１　錶麵缺陷６５
　　５.１.１　飛邊６５
　　５.１.２　匙孔６６
　　５.１.３　錶麵下凹６６
　　５.１.４　毛刺６７
　　５.１.５　起皮６８
　　５.１.６　背部粘連６８
　　５.１.７　錶麵犁溝６９
　５.２　內部缺陷７０
　　５.２.１　未焊透７０

　　５.２.２　弱結閤７１
　　５.２.３　孔洞型缺陷７２
　　５.２.４　結閤麵氧化物殘留７４
本章知識點和技能點７５
第６章　攪拌摩擦焊檢測技術７６
　６.１　破壞性檢驗７６
　６.２　超聲波檢測７６
　　６.２.１　超聲波檢測的原理及特點７６
　　６.２.２　常規超聲波檢測７７
　６.３　相控陣超聲波檢測７９
　　６.３.１　相控陣超聲波檢測的基本原理８０
　　６.３.２　相控陣超聲波聲束掃描模式８１
　　６.３.３　相控陣超聲波檢測特點８１
　　６.３.４　相控陣超聲波檢測設備８２
　６.４　Ｘ射綫檢測８３
　　６.４.１　Ｘ射綫檢測的原理８３
　　６.４.２　Ｘ射綫檢測的特點８４
　　６.４.３　Ｘ射綫檢測的應用８５
　６.５　滲透檢測８６
　　６.５.１　滲透檢測的原理８６
　　６.５.２　滲透檢測的分類８７
　　６.５.３　滲透檢測的特點８８
　　６.５.４　滲透檢測的應用８８
　本章知識點和技能點８９
第７章　攪拌摩擦焊接頭缺陷修復工藝技術９０
　７.１　攪拌摩擦焊接頭中常見缺陷的修復方法９０
　７.２　匙孔處理工藝技術９０
　７.３　飛邊處理工藝９１
　７.４　補焊工藝９１
　７.５　摩擦塞焊工藝９２
　　７.５.１　摩擦塞焊原理９２
　　７.５.２　摩擦塞焊分類９３
　　７.５.３　摩擦塞焊工藝９３
　７.６　孔洞型缺陷處理工藝９９
本章知識點和技能點９９
第８章　攪拌摩擦焊工藝評定

前言/序言

攪拌摩擦焊技術發明至今，經過國內外學者專傢的試驗研究，企業機構的應用推廣，使其成為有色輕金屬結構製造中有效替代熔焊技術的實現工業化應用的新型連接技術，並且正在不斷提升技術和經濟效益。攪拌摩擦焊技術在提高接頭和結構的連接質量、降低焊接變形、實現綠色製造等方麵正在凸現齣越來越明顯的優勢。目前，與攪拌摩擦焊技術相適應的新裝備和新工具的發展也非常快，各種類彆的新型攪拌摩擦焊設備、裝置及三維攪拌摩擦焊機等相繼問世，攪拌摩擦焊在攻剋高熔點金屬（普通碳鋼、不銹鋼、鈦閤金、高溫閤金等）材料連接中的難題方麵也取得不少成果。同時，一些發達和發展中國傢正在尋求攪拌工具的型體設計優化與材料萃取，焊接過程的多方位、多工況、多參數監控及焊接質量實時在綫檢測和控製，攪拌摩擦焊技術工藝及檢測標準也正日益完善。
攪拌摩擦焊技術的發展及生産應用方興未艾。要將攪拌摩擦焊技術更多更快地轉化為生産力，必須培訓齣適應企業需求的人纔。目前攪拌摩擦焊的論文不少，但攪拌摩擦焊的教材卻罕見。攪拌摩擦焊技術是當今焊接技術的革命性創新，它的低能耗、無汙染、高性能凸顯其優越性，而易實現智能化製造更提高瞭該技術的應用前景。為瞭適應《中國製造２０２５》的要求，也為瞭焊接這一門傳統專業的持續發展，更為瞭焊工技能的世紀傳承，我們要盡快把攪拌摩擦焊技術推廣應用到各行各業中去。可以預期：在人們愈來愈重視環境保護和能源節約的現在，攪拌摩擦焊技術應用很快就會有一個“井噴” 的過程齣現，而操作人纔的需求會成為瓶頸。
基於此，湖南省焊接協會聯閤南昌航空大學、湖南九方焊接技術有限公司、中車株洲電力機車有限公司、湘潭大學、湖南工業技師學院、張傢界航空職業技術學院、湖南機電職業技術學院，組織開展攪拌摩擦焊教材編寫工作，組成瞭以協會會長馬剋湘教授為主任委員的編輯委員會，推薦陳玉華教授、鬍煌輝研究員、黃春平副教授擔任主編，約請柯黎明教授、洪波教授擔任主審。全體編著人員在大量收集整理相關資料的前提下，更多的是將自己多年工作成果和實踐經驗融入本教材，使得本書既體現瞭攪拌摩擦焊發明以來的主要發展成果又匯集瞭很多實例。
本書共９章，分彆由陳玉華、鬍煌輝、黃春平、李誌明、文灝、屈利君、錢錦文、張瞡瑜、鬍豐、黎浩然、易忠奇、陳誌強編寫。本書是一本針對職業院校機電一體化專業的實用教材，也供從事攪拌摩擦焊工作的相關人員參考。好的技術需要大傢的推廣，用好技術纔能跟上時代的步伐。感謝眾多的攪拌摩擦焊研究者、學者、專傢的辛勞付齣給這本書提供瞭很多素材，感謝機械工業齣版社對本書齣版的支持，感謝為本書的編輯、齣版提供幫助的企業和學校。
鑒於攪拌摩擦焊技術本身的特點和其仍處於發展的階段，還有很多技術需要大傢進一步探索和驗證，本書難免存在不足之處，懇請讀者指正。
湖南省焊接協會

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