林祥烽 葛建彪 薄晓莉

【关键词】钛合金;搅拌摩擦焊;航空;强度分析

1991年英国焊接研究所（The Welding Institute，TWI）发明搅拌摩擦焊技术（Friction Stir Welding，FSW）[1]。在搅拌摩擦焊中，搅拌头与被焊工件表面有一定的角度，从而使搅拌头在快速旋转的同时能够沿着垂直于被焊工件厚度方向向下进给。当搅拌头在被焊工件内部有一定的距离后，搅拌头会以一定的焊接速度进行水平运动，待被焊工件在搅拌针和轴肩摩擦产生的焊接热作用下软化并发生塑性变形，在流动过程中形成焊接接头，具体的原理如图1所示[2]。搅拌摩擦焊在焊接过程中如果输入较低，焊接温度低于被焊工件的材料熔点，在实现异种金属的可靠连接和金属间化合物的控制方面具有十分巨大的优势。经过20年来的高速发展，FSW已经在航空航天、轨道交通和船舶等领域得到了广泛应用[3]。目前中国在航空航天领域有着高速发展的需求和规划，搅拌摩擦焊将迎来发展和应用的高峰，因此对于搅拌摩擦焊的强度分析方法的研究显得尤为重要[4][5][6]。本文将对航空领域常用的三个强度研究领域展开介绍。

一、静强度分析方法研究

对于焊缝的分析方法，现有的飞机设计手册中的关于焊接的分析方法主要适用于传统的熔焊，如激光焊（LBW）和搅拌摩擦焊（FSW）分析采用将过于保守。拟通过一系列的焊缝试片试验，得到相应的焊缝强度系数用于焊缝的静强度分析。最终通过部件的验证试验对分析方法进行试验验证。

二、疲劳分析方法研究