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(1.中车南京浦镇车辆有限公司，南京 210031；2.中南大学轻合金研究院，长沙 410083;3.航天工程装备(苏州)有限公司，苏州 215100)

0 引 言

搅拌摩擦焊是一种固相焊接方法，通过旋转的轴肩和搅拌针与被焊金属之间的摩擦热及搅拌针的挤压、搅拌作用，使被焊金属发生塑性流动，从而形成牢固连接[1]。搅拌摩擦焊具有焊缝成形美观、综合力学性能良好、焊接变形小、绿色环保和无需添加焊材等优点，适用于焊接铝、镁、钛、铜等合金，因此在造船、航空航天及轨道交通等领域得到广泛的推广和应用[2]。

双轴肩搅拌摩擦焊是一种新型的搅拌摩擦焊接方式，该技术采用具有上下轴肩的自支撑搅拌工具，在焊接过程中上下轴肩与搅拌针共同旋转，与被焊材料相互作用而实现材料连接。这种自支撑搅拌工具的使用大大降低了焊接过程中的顶锻压力，提高了诸如曲线型、狭小空腔及筒体等复杂结构件的搅拌摩擦焊接的可操作性，同时节省了制造刚性装置的成本，并从根本上解决了未焊透或根部缺陷等问题[3]。基于上述优点，双轴肩搅拌摩擦焊在轨道交通等行业极具应用前景[4]。在双轴肩搅拌摩擦焊时，由于上下两个轴肩同时与被焊金属摩擦产热，因此在相同焊接参数下，其热输入较常规搅拌摩擦焊的大[5]。采用较低的旋转速度和较高的焊接速度可有效降低热输入。目前，对双轴肩搅拌摩擦焊接头的研究主要集中在显微组织、拉伸性能、显微硬度和弯曲性能方面[6-8]，在疲劳性能方面的研究较少。……