钮旭晶，梁涛，高超，高博，梁晨

(中车唐山机车车辆有限公司 制造技术中心，河北 唐山 063035)*

作为固相连接技术，搅拌摩擦焊(Friction Stir Welding，FSW)相较于传统熔化焊方法，在焊接效率、接头质量、制造成本和作业环境等多方面都体现出了明显的优势，从根本上解决了诸如气孔、裂纹、偏析、变形等铝合金熔化焊接头常见的焊接缺陷，已经逐渐取代熔化焊技术成为铝合金车体的主导连接方法[1,2].然而，在实际生产中越来越多的发现，传统搅拌摩擦焊仍存在不小的弊端，主要是焊接过程中背部需要刚性支撑，因而难以实现复杂空间无支撑曲面结构的焊接，并且在接头根部易产生未焊透缺陷.在这种情况下，双轴肩搅拌摩擦焊(Bobbin Tool FSW；BTFSW)应运而生.BTFSW是传统FSW的一个重要变体，其下轴肩取代了FSW的背部垫板，使BTFSW技术能够成功应用于中空及空间无支持结构的焊接，并且彻底消除了根部未焊透缺陷[3].

目前很多学者对2xxx[4]、6xxx[5]系列以及Al-Li合金[6]的BTFSW进行了深入的研究.同时，BTFSW也成功地应用于AZ31镁合金和钢的焊接[7-8].Sued等人[5]研究了不同搅拌针特点和尺寸对AA6082-T6接头的性能的影响，并开发了一个将基本物理原理与实际焊接生产过程联系起来的模型.Esmaily等人[9]对AA6005-T6的BTFSW与FSW的研究表明，与FSW相比，BTFSW的搅拌区形成了更细的微观组织，使得BTFSW硬度值更高，同时极限抗拉强度略高于FSW.Chen等人[10]分析了AA6082-T6在不同焊接速度和转速的BTFSW过程中金属的塑性流动.

在搅拌摩擦焊接过程中，无论单轴肩还是双轴肩，在焊核区域都会出现“之”形线.Chen等人[10]认为“之”形线是由对接表面氧化层在被搅拌针搅碎后无法与母材合成一体而形成；……