這些合金的化學(xué)性質(zhì)凝固特性不好,容易產(chǎn)生凝固裂紋。為了發(fā)展合適的焊接工藝,不產(chǎn)生有裂紋的焊縫,必須掌握每種不同的合金的凝固裂紋敏感性。這一焊接發(fā)展工作從本身來說就是一個(gè)大工程。許多工作由鋁母材制造商完成,因?yàn)樗麄兎奖阒冷X的可靠焊接方法和工藝,同時(shí)也鋁裝配工完成,他們也知道這種新型材料的潛力,很希望使用它。美國焊接發(fā)展的兩個(gè)先鋒是ALCOA(美國鋁公司)和Kaiser 鋁化學(xué)公司,都有出版物;焊接ALCOA鋁早在1954年出版(見圖1),焊接Kaiser鋁早在1967年出版。
攪拌摩擦焊也存在一定的缺點(diǎn):
(1)焊接工件必須剛性固定,反面應(yīng)有底板;
(2)焊接結(jié)束攪拌探頭提出工件時(shí),焊縫端頭形成一個(gè)鍵孔,并且難以對焊縫進(jìn)行修補(bǔ);
(3)工具設(shè)計(jì)、過程參數(shù)和機(jī)械性能數(shù)據(jù)只在有限的合金范圍內(nèi)可得;
(4)在某種情況下,如特殊領(lǐng)域中要考慮腐蝕性能、殘余應(yīng)力和變形時(shí),性能需進(jìn)一步提高才可實(shí)際應(yīng)用;
(5)對板材進(jìn)行單道連接時(shí),焊速不是很高;
(6)攪拌頭的磨損消耗太快等。
焊接過程中也不需要其它焊接消耗材料,如焊條、焊絲、焊劑及保護(hù)氣體等。消耗的是焊接攪拌頭。
同時(shí),由于攪拌摩擦焊接時(shí)的溫度相對較低,因此焊接后結(jié)構(gòu)的殘余應(yīng)力或變形也較熔化焊小得多。特別是Al合金薄板熔化焊接時(shí),結(jié)構(gòu)的平面外變形是非常明顯的,無論是采用無變形焊接技術(shù)還是焊后冷、熱校形技術(shù),都是很麻煩的,而且增加了結(jié)構(gòu)的制造成本。
攪拌摩擦焊主要是用在熔化溫度較低的有色金屬,如Al、cu等合金。這和攪拌頭的材料選擇及攪拌頭的工作壽命有關(guān)。當(dāng)然,這也和有色金屬熔化焊接相對困難有關(guān),迫使人們在有色金屬焊接時(shí)尋找非熔化的焊接方法。對于延性好、容易發(fā)生塑性變形的黑色材料,經(jīng)輔助加熱或利用其超塑性,也有可能實(shí)現(xiàn)攪拌摩擦焊,但這就要看熔化焊和攪拌摩擦焊哪個(gè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)更合理來決定。