鋁合金的攪拌摩擦焊接

第1章 緒論
1.1 攪拌摩擦焊接原理
1.2 攪拌摩擦焊接特點
1.3 接頭形式及焊接材料
1.4 攪拌摩擦焊接專利許可與授權
1.5 攪拌摩擦焊接技術應用
1.5.1 攪拌摩擦焊接技術在造船業的應用
1.5.2 攪拌摩擦焊接技術在鐵道車輛制造上的應用
1.5.3 攪拌摩擦焊接技術在飛機制造業的應用
1.5.4 攪拌摩擦焊接技術在航天制造業的應用
1.5.5 攪拌摩擦焊接技術在其他工業方面的應用
1.6 攪拌摩擦焊接技術的常用術語
1.7 小結
第2章 攪拌頭與攪拌摩擦焊接設備
2.1 攪拌頭的研制與開發
2.1.1 攪拌頭的構成
2.1.2 攪拌頭材料選擇
2.1.3 攪拌頭形狀設計
2.1.4 工程用常見攪拌頭
2.1.5 攪拌頭的改進措施
2.2 攪拌摩擦焊接設備
2.2.1 攪拌摩擦焊接設備分類
2.2.2 攪拌摩擦焊接設備結構
2.2.3 常見攪拌摩擦焊接設備簡介
2.3 小結
第3章 鋁合金攪拌摩擦焊接工藝
3.1 焊接工藝參數
3.1.1 攪拌頭旋轉速度
3.1.2 焊接速度
3.1.3 焊接壓力
3.1.4 焊接線能量
3.1.5 焊接扭矩和焊接能量
3.2 影響焊接接頭性能的工程因素
3.2.1 焊接間隙
3.2.2 板厚差
3.2.3 板材表面處理狀態
3.2.4 攪拌頭偏移量
3.3 理想的參數規範
3.3.1 旋轉速度與焊接速度參數範圍
3.3.2 焊接裝配範圍
3.3.3 鋁合金常用焊接規範
3.4 小結
第4章 鋁合金攪拌摩擦焊接接頭組織及力學性能
4.1 攪拌摩擦焊接接頭組織
4.1.1 焊縫外觀形貌
4.1.2 攪拌摩擦焊接接頭宏觀組織
4.1.3 攪拌摩擦焊接接頭微觀組織
4.2 鋁合金攪拌摩擦焊接接頭力學性能
4.2.1 鋁合金攪拌摩擦焊接接頭性能優勢
4.2.2 常見攪拌摩擦焊接接頭力學性能
4.2.3 接頭力學性能各層異性
4.3 接頭顯微硬度
4.3.1 典型鋁合金攪拌摩擦焊接接頭顯微硬度
4.3.2 焊接工藝參數對接頭顯微硬度的影響
4.3.3 接頭顯微硬度的各層異性
4.4 接頭斷口分析
4.5 小結
第5章 攪拌摩擦焊接缺陷定義及分類
5.1 表面缺陷
5.1.1 飛邊
5.1.2 匙孔
5.1.3 表面下凹
5.1.4 毛刺
5.1.5 起皮
5.1.6 背部粘連
5.1.7 表面犁溝
5.1.8 背部間隙
5.2 內部缺陷
5.2.1 未焊透缺陷
5.2.2 弱結合缺陷
5.2.3 孔洞型缺陷
5.2.4 結合面氧化物殘留
5.3 攪拌摩擦焊接接頭缺陷產生機理
5.4 小結
第6章 攪拌摩擦焊接接頭缺陷檢測技術
6.1 剖切檢查
6.2 X射線無損檢測
6.2.1 X射線無損檢測原理
6.2.2 X射線無損檢測特點
6.2.3 X射線無損檢測實例
6.3 超聲波反射法無損檢測
6.3.1 常規超聲波檢測及實例
6.3.2 變角度超聲波無損檢測及實例
6.3.3 超聲波檢測特點
6.4 相控陣超聲波無損檢測
6.4.1 相控陣超聲波無損檢測與傳統超聲波檢測技術的區別
6.4.2 相控陣超聲波無損檢測技術的基本原理
6.4.3 相控陣超聲波聲束掃描模式
6.4.4 相控陣超聲波無損檢測技術特點
6.4.5 相控陣超聲波無損檢測設備
6.4.6 相控陣超聲波無損檢測技術應用實例
6.5 小結
第7章 攪拌摩擦焊接接頭缺陷修補技術
7.1 攪拌摩擦補焊
7.2 摩擦塞補焊
7.2.1 摩擦塞補焊原理
7.2.2 摩擦塞補焊分類
7.2.3 摩擦塞補焊工藝
7.2.4 摩擦塞補焊接頭組織
7.2.5 摩擦塞補焊在攪拌摩擦焊接接頭缺陷修補中的應用
7.2.6 摩擦塞補焊缺陷與防止措施
7.3 小結
第8章 攪拌摩擦焊接溫度場
8.1 攪拌摩擦焊接溫度場檢測
8.1.1 焊接材料種類對溫度場的影響
8.1.2 焊接材料厚度對溫度場的影響
8.1.3 工藝參數對溫度場的影響
8.2 攪拌摩擦焊接過程溫度場數值模擬
8.2.1 不考慮攪拌針產熱的熱源模型
8.2.2 考慮攪拌針產熱的熱源模型
8.3 小結
第9章 攪拌摩擦焊縫金屬流動試驗及數值模擬
9.1 焊縫金屬流動試驗
9.1.1 異種材料焊接
9.1.2 急停技術
9.1.3 嵌入標記材料
9.1.4 典型鋁合金攪拌摩擦焊縫金屬流動實例
9.2 攪拌摩擦焊縫金屬流動數值模擬
9.2.1 數值模擬簡介
9.2.2 典型鋁舍金攪拌摩擦焊縫金屬流動數值模擬
9.3 小結
第10章 攪拌摩擦焊接技術的發展
10.1 高熔點金屬的攪拌摩擦焊接技術
10.1.1 攪拌頭材料選擇
10.1.2 攪拌頭結構設計
10.1.3 焊接設備要求
10.1.4 典型高熔點金屬攪拌摩擦焊接
10.2 復合熱源攪拌摩擦焊接技術
10.2.1 以激光為輔助熱源的復合攪拌摩擦焊接技術
10.2.2 以等離子弧為輔助熱源的復合攪拌摩擦焊接技術
10.3 攪拌摩擦點焊
10.3.1 攪拌摩擦點焊的基本原理
10.3.2 攪拌摩擦點焊特點
10.3.3 攪拌摩擦點焊工藝
10.3.4 攪拌摩擦點焊焊接設備
10.3.5 攪拌摩擦點焊技術的應用
10.4 小結
參考文獻

攪拌摩擦焊接技術自1991年發明以來，經過短短十幾年的發展，在航空、航天、船舶、核工業、交通運輸等領域獲得了廣泛應用，是制造領域的一項革命性成果，也是目前最引人注目和最具開發潛力的焊接技術之一。近年來，形成了較多的攪拌摩擦焊接技術研究成果和學術論文，但目前還沒有系統介紹該技術的專著。《鋁合金的攪拌摩擦焊接》是第一部系統論述鋁合金攪拌摩擦焊接技術的著作，它將有助于讀者全面了解攪拌摩擦焊接技術。

作者及他們的研究團隊在攪拌摩擦焊接工藝研究、接頭缺陷分析、缺陷預防、缺陷補焊以及攪拌頭和攪拌摩擦焊接設備研制等方面做了很多的工作，積累了大量的數據，這些數據都是他們在工作中摸索總結出來的，真正反映了工程應用的實際情況。在此基礎上，他們形成了系統的攪拌摩擦焊接標準、檢測標準和補焊標準。本書集中反映了上述研究成果，可直接為攪拌摩擦焊接技術應用工程實際提供技術支持，具有較高的工程應用價值。

攪拌摩擦焊接是一個非常復雜的過程，同時經歷熱耦合和機械攪拌雙重作用，之前對焊接機理還缺乏統一的論述。本書較為系統、深入地研究了攪拌摩擦焊接組織特征、缺陷成因和焊接過程溫度場、流場等機理問題，具有較高的學術水平，對于深入理解攪拌摩擦焊接過程具有一定的理論價值。

筆者與本書作者王國慶相識已有20余載，他一直奮戰在我國航天事業的第一線，解決了很多型號攻關和技術創新難題，獲得了多項國家及省部級獎勵。自攪拌摩擦焊接技術傳人我國伊始，他就一直積極推動該技術的工程化應用工作，經過多年的鑽研，該技術已在產品上得到應用，為我國航天事業的發展繪上了光彩的一筆。看到我國年輕的焊接科技工作者不斷進取創新，將新工藝、新技術在工程中推廣應用，我感到十分欣慰。我很高興為本書作序，希望本書能夠為相關工程應用人員和科研人員開展工作提供幫助，為進一步推動攪拌摩擦焊接技術在我國工程領域的實際應用提供助力。