该实验的焊接设备是由南京理工大学所提供，在实验过程中，陈昱杉学长、占彬学长等人给了我大量的引导，指导了我很多，让我的实验能很好的做成功。

因为本人的能力有限，研究过程中存在一些不足，希望阅览本论文的老师能够对本文进行一些指导和建议。

1.1 选题背景与意义

铝合金这种材料具有重量小、耐腐蚀、成形难度低的优点。这些优点使得这类材料在工业应用中得到欢迎。而且铝合金性能逐渐提高以及新种类铝合金的发现，使之大量地应用到飞机，船舶和铁路的建造中。然而有两个重要原因制约了这种材料的发展以及投入生产，一是它外表包裹着密集的氧化层，二是铝合金在焊接时形变比较明显。如何解决这两个因素成为了铝合金材料发展的关键。

1.2 搅拌摩擦焊的原理

FSW使用不规则形态的搅拌棒（不会在加工时被消耗）。使这个搅拌棒旋转然后对下方施加一定的压力，让它进入待焊材料内部，沿零件需要被焊接的平面行进。通过对待加工零件的搅拌和摩擦获得一定的能量，从而让零件的接头附近的区域升温。此时在这个温度下，材料会更易于加工。这时材料被搅拌头快速搅拌带动材料进行围绕搅拌头的流动。与此同时搅拌头会对产生挤压作用，会使材料向四周扩散，最终在冷却后连接在一起。

搅拌头由外形特别的指棒和轴肩组成，轴肩的直径相比指棒的直径更大。加工状态下轴肩的下面和待焊零件的上面紧紧贴合在一起，不让外界空气进入，能够抑制金属被空气氧化。轴肩与材料相接触，在旋转时也会产生一定的热量，这些热量也可以提供给被焊材料使其快速进入塑性状态。通常来说，搅拌棒向下进入板材的距离要比待焊板材的厚度小。

搅拌指棒一般用具有较高温度特性的材质制作而成，在高温条件下依然具欧良好的力学以及物理性能还应该具有较好的耐磨性。针对铝合金这类轻型材料的焊接，指棒只有微小的损耗。又因为搅拌头在摩擦过程中对被焊材料有向下方和两侧的挤压倾向，所以被焊接的零件需要在焊接准备阶段被夹装和固定住，用来承受焊接时被搅拌头提供的各个方向的 力，避免零件在加工时产生不必要的移动，从而确保成型质量。加工对接零件时，因为FSW独有的优势，这种方式对接头的平整程度、外形构造以及接头之间的距离的要求并不高。FSW在处理接头距离为板材厚度的十分之一左右的对接零件时，依旧能够获得性能良好的接头。