方远方 张 华

1.北京石油化工学院光机电装备技术北京市重点实验室，北京，1026172.北京市安全生产工程技术研究院，北京，102617

0 引言

搅拌摩擦焊(friction stir welding，FSW)技术是20世纪90年代出现的一项新型固相连接技术。该技术凭借其热输入量小、生产效率高、成本低等优势迅速在轻质合金焊接领域得到广泛应用，在以铝合金为主要生产材料的航空、航天及轨道列车制造等领域，搅拌摩擦焊技术的应用正在不断深入[1-6]。

常规搅拌摩擦焊接过程中，焊缝旁边会生成连续的飞边，焊后必须将其去除，严重降低了焊接效率，而对于厚度较大或形状不规则的焊材，与轴肩接触的区域受热较多，其余部分的受热很少，焊接过程中热量的不均匀分布会显著影响焊缝的整体质量[7-10]。为了解决上述问题，静止轴肩(静轴肩)搅拌摩擦焊(stationary shoulder friction stir weld)技术被发明并应用。静轴肩搅拌摩擦焊的焊缝表面光滑不产生弧纹，且在焊接过程中，轴肩不旋转产热，改善了接头沿焊接厚度方向的热量分布情况[11-13]。

目前国内外科研机构均采用零角度即机头装置与焊接平面垂直的静轴肩搅拌摩擦，该方式可以减小焊接过程中的顶锻力，但焊缝表面会经常出现沟槽缺陷，导致焊接失败，严重影响焊接质量，使得该技术在目前还无法大规模工程化应用。笔者采用倾斜静轴肩焊接有效解决了此问题，试验证明斜倾静轴肩搅拌摩擦焊焊缝表面没有沟槽缺陷。

1 试验条件与方法

1.1 试验材料

本试验所用材料为生产列车壁板的6005A铝合金中空型材，其整体结构与横截如图1所示，材料实际测得的力学性能参数如表1所示。……