搅拌摩擦焊接与加工技术研究

本文综述了目前搅拌摩擦焊接与加工（Fiction stir welding／processing，FSW／FSP）的发展状况与我国的应用需求。结合作者的研究方向，重点介绍了FSW／FSP的机理研究与新兴功能等，并展望了今后的潜在发展方向。     

搅拌摩擦焊接与加工技术研究进展

搅拌摩擦焊（friction stir welding,FSW）是英国焊接研究所（The Welding Institute,TWI）于1991年发明并获世界范围内专利保护的新型固相焊接技术,是世界焊接技术发展史上自发明到工业应用时间跨度最短且发展最快的一项神奇的连接技术,被誉为“世界焊接史上的第二次革命”和“绿色焊接技术”。     

搅拌摩擦焊实现T91耐热钢和316L不锈钢的高强异质连接

T91耐热钢和316L不锈钢是超超临界发电机组和核反应堆中的关键结构材料，实现上述两种材料的可靠连接是保证核电站构件安全服役的前提。然而采用传统熔焊方法难以获得高质量接头，接头的强度和塑性亟待进一步优化。本研究通过搅拌摩擦焊接技术对T91与316L钢异质接头的组织与性能进行协同优化，采用小尺寸工具在较高焊速下施焊获得了拥有大尺寸异质结合界面的无缺陷接头，异质界面处的混合区中同时存在机械混合和冶金结合作用，并成为实现两种材料可靠连接的关键。整体接头未发现明显的材料软化现象，由于铁素体相的生成T91侧热影响区的硬度有所下降，但降幅仅为HV ~10。接头表现出优异的拉伸性能，其中抗拉强度可达316L母材水平，屈服强度相对316L母材提升26%，同时保持较高的断裂延伸率（17%）。本研究结果可为高强异质核电材料的可靠连接提供技术指导和理论参考。