航天工程是一項系統(tǒng)工程，是人類智慧的結(jié)晶，也是新材料和新型制造技術(shù)的前沿陣地，在眾多宇航制造技術(shù)中，連接技術(shù)一直是宇航結(jié)構(gòu)件的主要制造技術(shù)之一，迄今為止，主要的宇航連接技術(shù)有7 種，它們分別是：膠接、弧釬焊、電子束焊、攪拌摩擦焊、摩擦塞焊、激光焊。攪拌摩擦焊在美國和歐洲宇航工業(yè)中的成功應(yīng)用預(yù)示著攪拌摩擦焊在宇航領(lǐng)域具有巨大的潛在應(yīng)用背景和前景，攪拌摩擦焊為宇航制造業(yè)中輕合金的低成本、高效率和高質(zhì)量的連接提供了有效的途徑。因此，攪拌摩擦焊被業(yè)界公認(rèn)為最有前途和最適合宇航材料連接的工藝技術(shù)之一。

攪拌摩擦焊的前世今生

1991年英國焊接研究所（TWI-The Welding Institute, Cambridge, UK）針對焊接性差的輕質(zhì)有色金屬開發(fā)出了攪拌摩擦焊(Friction Stir Welding，簡稱FSW）。

1996年波音公司投資1500萬美元用于攪拌摩擦焊的研究開發(fā)及攪拌摩擦焊設(shè)備的設(shè)計與制造。

1997年波音公司和英國焊接研究所合作對運載火箭上使用的材料和筒形結(jié)構(gòu)進行了系統(tǒng)的攪拌摩擦焊方法及技術(shù)研究。

波音公司首先將攪拌摩擦焊應(yīng)用在Delta II 型運載火箭的中間艙段的連接制造，并于1999年8月成功發(fā)射升空。

歐洲Fokker宇航公司生產(chǎn)的Ariane 5號發(fā)動機承力框架的焊接采用攪拌摩擦焊技術(shù)。

……

攪拌摩擦焊在中國的那些事

2002年北京航空制造工程研究所取得TWI公司的攪拌摩擦焊技術(shù)專利許可，與TWI合作成立了中國攪拌摩擦焊中心，至此，意味著攪拌摩擦焊技術(shù)正式登陸中國大地，并且開啟了攪拌摩擦焊技術(shù)在中國市場的騰飛和發(fā)展的大門。

2002年9月，北京航空制造工程研究所注冊成立中國首家專業(yè)化的攪拌摩擦焊技術(shù)公司——北京賽福斯特技術(shù)有限公司。

何為攪拌摩擦焊？

攪拌摩擦焊是利用一種特殊攪拌頭，旋轉(zhuǎn)壓入被焊工件的界面，攪拌頭和被焊工件的摩擦使攪拌頭附件區(qū)域溫度升高，使得金屬熱塑化，當(dāng)攪拌頭沿著焊接界面向前移動時，在攪拌頭高速旋轉(zhuǎn)及擠壓下，塑化的金屬向攪拌頭運動的反方向過渡，在熱-機聯(lián)合作用下，擴散連接形成致密的固相連接。

攪拌摩擦焊有何優(yōu)勢？

1）鋁合金由于質(zhì)輕通常被用作航空結(jié)構(gòu)件，但由于其焊接性差，任何熔焊都不能從根本上解決氣孔、熱裂紋等缺陷，攪拌摩擦焊的發(fā)明徹底解決了這一系列鋁合金焊接問題，傳統(tǒng)的熔焊或激光焊、電子束焊等特種焊接都無法解決此類問題。

2）攪拌摩擦焊可以提升產(chǎn)品質(zhì)量和性能傳統(tǒng)的熔焊方法得到的焊接接頭通常為鑄態(tài)組織，攪拌摩擦焊接頭為致密的鍛造組織，攪拌摩擦焊接頭性能普遍優(yōu)于熔焊接頭，而且焊接變形小，因而可以提高產(chǎn)品的質(zhì)量和性能。

3）攪拌摩擦焊可以降低產(chǎn)品成本、 提高生產(chǎn)效率 攪拌摩擦焊不需要填絲和保護氣，焊接過程無弧光輻射、無煙霧，是真正的綠色制造技術(shù)，在批量化產(chǎn)品制造中可以節(jié)省焊接成本和費用；同時攪拌摩擦焊是基于標(biāo)準(zhǔn)化機床設(shè)備的焊接技術(shù)，焊接過程不需要人工參與，生產(chǎn)效率高，焊接質(zhì)量穩(wěn)定性好。

3）攪拌摩擦焊為工業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計提供了新的思路和途徑由于攪拌摩擦焊本質(zhì)上是固相連接技術(shù)，不僅可以實現(xiàn)同種材料的連接，也可以實現(xiàn)異種材料的焊接，如鋁-鎂、鋁-銅、鋁-鋼等異種材料，甚至可以將不同狀態(tài)（如鑄態(tài)、鍛態(tài)、擠壓等）的材料焊接在一起。

4）與旋轉(zhuǎn)摩擦焊、慣性摩擦焊、線性摩擦焊相比，攪拌摩擦焊不受軸類零件的限制，可用于板結(jié)構(gòu)的焊接，更加適用航天結(jié)構(gòu)件的焊接。

總之，相比熔焊和普通摩擦焊，攪拌摩擦焊具有特殊優(yōu)勢，且易于實現(xiàn)工程化、工業(yè)自動化，屬于綠色制造且質(zhì)量穩(wěn)定可靠性好。又加之，近些年來計算機技術(shù)的高速發(fā)展，工業(yè)機器人的大量研發(fā)，機器人攪拌摩擦焊的出現(xiàn)為宇航制造業(yè)帶來了革命性的技術(shù)。基于攪拌摩擦焊的這些優(yōu)勢，因此，攪拌摩擦焊自1991年發(fā)明至今，在工業(yè)界得到了快速的發(fā)展和大規(guī)模的推廣和應(yīng)用。