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1 序言

1991年，搅拌摩擦焊（Friction Stir Welding，FSW）由英国焊接研究所（TWI）发明，属于固相连接技术范畴。搅拌摩擦焊的发明，最初是希望解决在航天领域中应用到的轻质金属材料（铝、镁合金等）连接接头性能弱化的问题。该技术依靠高速旋转的搅拌头与两待焊工件接触产生摩擦热，使接缝处金属产生塑性软化，旋转的搅拌头周围塑性软化金属受到搅拌挤压，并随搅拌针的旋转沿焊缝前进方向向后退方流动，塑性金属待搅拌针离开冷却后形成焊缝，实现了固相连接（见图1）[1-3]。因为搅拌摩擦焊针对轻质材料焊接所展现出的独特优势，所以它被誉为“20世纪焊接领域中继激光焊之后的又一项革命性焊接技术”[4]。

在汽车制造领域，传统燃油汽车车身结构主要应用钢铁材料，轻质材料应用较少，但随着新能源汽车的发展，续航里程成为顾客使用体验的主要影响因素。在目前技术条件下，提升汽车的轻量化水平是增加新能源汽车续航里程的一个有效可行的方式，因此轻质材料获得了越来越多的应用。针对传统钢结构车身，电阻点焊、MIG/MAG、激光焊等是主要的连接方式，具有工艺成熟稳定、连接成本低、效率高等特点。但随着新材料的应用，尤其是铝合金材料的大范围应用，传统的连接工艺存在质量不稳定，适用性差，电极寿命短，易出现气孔、裂纹，以及焊接变形大等问题，难以适应新的发展需求。因此，开发新型连接工艺成为新能源汽车车身连接领域的一项重要课题。……