攪拌摩擦焊接作為一種新型固相連接方法，有效地克服了鋁合金熔化焊接頭的氣孔、裂紋等缺陷，且具有接頭殘余應力和變形小、環保無污染等優點，雙軸肩攪拌摩擦焊，作為常規攪拌摩擦焊的補充，有效解決了常規攪拌摩擦焊頂鍛力大、背部未焊透及根部缺陷等問題。

雙軸肩攪拌摩擦焊技術自其發明以來，得到了國內外的廣泛關注，此焊接技術在船舶帶筋板、列車空調板、火箭燃料貯箱、飛機壁板等制造領域具有很強的應用背景。下面我們來了解一下雙軸肩攪拌摩擦焊技術！

1、原 理

雙軸肩攪拌摩擦焊采用帶有上、下兩個軸肩的攪拌工具，上軸肩（在試板上方）和下軸肩（在試板下方）通過與試板厚度相當的攪拌針相連接，焊接過程中上、下軸肩與攪拌針共同旋轉并與被焊材料表面相互作用而實現焊接。

2、分 類

雙軸肩攪拌摩擦焊又稱自支撐攪拌摩擦焊，即采用下軸肩進行自支撐，在目前工程化應用中，以夾持柄狀態分類主要分為固定式和浮動式雙軸肩攪拌摩擦焊。固定式雙軸肩攪拌摩擦焊即夾持柄固定不動，但對板厚不均勻的試驗件焊接控制要求較高；賽福斯特技術團隊與英國焊接研究所合作開發了浮動式雙軸肩攪拌摩擦焊技術，大大降低了焊接過程中的控制問題。

3、接頭組織

雙軸肩攪拌摩擦焊由上、下軸肩與攪拌針共同旋轉并與被焊材料表面相互作用而實現焊接，因此焊縫分上、下表面。接頭的熱輸入由試樣上、下表面向中心傳遞，熱輸入量均勻，厚度方向熱梯度小。雙軸肩焊縫接頭宏觀形貌呈啞鈴型，上、下表面寬，中間窄，接頭與常規攪拌摩擦焊一致，也分為母材區（BM）、熱影響區（HAZ）、熱力影響區（TMAZ）及焊核區(WNZ)。

4、優缺點

雙軸肩攪拌摩擦焊優點：

① 無需背部剛性墊板支撐；

② 避免接頭根部未焊透缺陷；

③ 雙面摩擦、接頭產熱和受力均勻，應力變形小；

④ 易實現貯箱結構的環縫和狹小、空腔等復雜型面結構的型材的焊接；

⑤ 曲線或雙曲率的機身壁板進行三維焊接；

⑥ 焊接無傾角，施焊靈活、易于實現自動化；

雙軸肩攪拌摩擦焊的缺點：

雙軸肩焊接的攪拌工具，是一個共用的攪拌針連接兩個軸肩，每個軸肩分別與試件的上、下兩個表面接觸，下軸肩代替了背部的剛性支撐墊板，降低了焊接過程中的鍛壓力，并且節省了制造剛性裝置的成本，但對雙軸肩攪拌工具的要求大大提高，雙軸肩攪拌工具的制造更為復雜，成本更高，不易實現2mm以下薄板和30mm以上厚板的焊接。

５、雙軸肩攪拌摩擦焊的應用

國外已將雙軸肩攪拌摩擦焊用于火箭貯箱環縫的焊接，接頭性能與常規攪拌摩擦焊相近。國內已有技術團隊將此技術在部分船板鋁合金和列車車體鋁合金結構部件上得到了推廣應用。雙軸肩攪拌摩擦焊技術在輕合金結構件的制造領域具有普遍適用性和廣闊的市場前景。

審核編輯 ：李倩