一般說來，在摩擦焊攪拌工具中，帶三溝槽的攪拌探頭減小了70%，而帶螺紋的攪拌探頭減小了60%。如果使用一個確定的較小直徑的攪拌探頭，錐形攪拌探頭比圓柱形攪拌探頭更容易進入焊件而通過塑性材料，并且減小了摩擦焊攪拌工具的應力集中和斷裂可能性。攪拌摩擦焊是指利用高速旋轉的焊具與工件摩擦產(chǎn)生的熱量使被焊材料局部熔化，當焊具沿著焊接界面向前移動時，被塑性化的材料在焊具的轉動摩擦力作用下由焊具的前部流向后部，并在焊具的擠壓下形成致密的固相焊縫。攪拌摩擦焊技術首先并主要在鋁合金、鎂合金等輕金屬結構領域得到越來越普遍的應用，同時在高熔點材料領域也獲得了一定發(fā)展。在工藝參數(shù)中，影響摩擦焊攪拌工具質量的主要參數(shù)有軸肩直徑大小、攪拌針形狀、旋轉頻率及焊接速度。鋁合金摩擦焊制造商

在頂鍛過程中及頂鍛后保壓過程中，焊合區(qū)金屬通過相互擴散與再結晶，使兩側金屬牢固焊接在一起，從而完成整個焊接過程。在整個焊接過程中，摩擦界面溫度一般不會超過熔點，故摩擦焊是固態(tài)焊接。摩擦焊所選用的材料一般不是鑄件，鑄件的焊接性能不好。摩擦焊的優(yōu)點很多，尤其是焊接接頭的質量高，幾乎可以達到100%合格。而且現(xiàn)場無旱煙，弧光，使用機器焊接，減少了對熟練焊接工人的依賴。摩擦焊使用較多的場景是異形管道焊接，而異形管道的端口一般需要進行特殊機加工，這個時候管道越短越好，避免加工設備搞得很大。所以異形端頭又短管進行機加工，然后再跟長管摩擦焊加長，再到現(xiàn)場安裝。立式摩擦焊機使用摩擦焊攪拌工具在焊接時攪拌頭與焊件間的攪拌和摩擦作用可有效去除焊件表層的氧化膜。

隨著外加電流從30A增加到150A，摩擦焊攪拌工具的較大磨損深度均呈現(xiàn)出逐漸減小趨勢：其中具有柱狀攪拌針的摩擦焊攪拌工具(1#、2#)在5組外加電流作用下的較大磨損深度均比錐形摩擦焊攪拌工具大(3#、4#、5#)，較大磨損深度的減小速率經(jīng)歷了較快到平緩的變化過程：4#和5#摩擦焊攪拌工具的內(nèi)凹軸肩外面表面與塑性材料接觸充分，因此在該區(qū)域形成了環(huán)形磨損區(qū)。載流攪拌摩擦焊接通過復合外加電流內(nèi)生電阻熱以提高焊縫溫度、降低塑性材料的熱變形流變應力、增強材料流動性、降低摩擦焊攪拌工具與焊接材料間的相對滑動速度，從而減小摩擦焊攪拌工具在焊接過程中的機械載荷和磨損。

使用摩擦焊攪拌工具的過程中，當壓緊力不足時，焊縫內(nèi)組織疏松，出現(xiàn)孔洞，甚至軸肩對焊接區(qū)起不到很好的包攏作用而導致焊縫塑性金屬流外溢。當壓緊力過大時，軸肩與被焊工件表面的摩擦力增加，攪拌頭向前移動的阻力也隨之增加，導致焊縫表面易形成飛邊、毛刺等焊接缺陷。攪拌摩擦焊焊接過程中常用的參數(shù)為攪拌頭旋轉速度和焊接速度，這些參數(shù)直接影響到焊接過程中的產(chǎn)熱情況。通常情況下，焊接過程的產(chǎn)熱量隨著攪拌頭旋轉速度的增加而增大；當焊接速度增加時，單位長度焊縫獲得的熱量減少。焊接過程的熱輸入可用公式qE=kw/v表示，式中k為熱輸入常數(shù)；w為攪拌頭旋轉速度；v為焊接速度。焊件尺寸精度高，用摩擦焊生產(chǎn)的柴油發(fā)動機預燃燒室，全長的較大誤差為士0.1毫米。

摩擦焊攪拌工具的軸肩通過專門轉接套與主機相連，可實現(xiàn)攪拌針與軸肩的動摩擦配合，攪拌針與軸肩采用分體式設計制造；攪拌針隨主軸高速旋轉，軸肩固定于主機頭不旋轉部位；攪拌針與軸肩通過軸承組實現(xiàn)可靠地相對運動。焊后材料表面無減薄的攪拌摩擦焊攪拌工具，通過軸承的選擇和結構設計，保證攪拌針與軸肩實現(xiàn)可靠的動摩擦配合；特殊設計的基于軸肩靜止的分體式攪拌針，并在端部加工斜面結構的小軸肩，小軸肩端面加工螺旋線，為焊縫金屬施加頂鍛力的同時收攏材料；特殊材料選擇和結構設計的軸肩，降低攪拌工具前進阻力，消除飛邊，確保焊縫表面成型良好。摩擦焊易于安裝，結構簡單，接口可靠。摩擦焊機經(jīng)銷商

由于摩擦焊生產(chǎn)率高、質量好獲得了普遍的工程應用。鋁合金摩擦焊制造商

要在1000℃甚至1200℃以上保證摩擦焊攪拌工具連續(xù)工作數(shù)小時而不失效，這就需要摩擦焊攪拌工具具有足夠的高溫性能。因此，用作摩擦焊攪拌工具的理想材料需在高溫下具備以下性能：耐高溫、耐磨損，髙強度，尺寸穩(wěn)定性和蠕變抗力好；高的斷裂韌性，低的韌脆轉變溫度，以抵抗疲勞和斷裂；與母材之間盡量低的摩擦系數(shù)，以獲得平滑的焊接表面；有足夠的熱疲勞強度來承受不斷重復的加熱和冷卻循環(huán)；具有一定的化學惰性，與母材不發(fā)生化學反應；加工性能良好；造價合適，經(jīng)濟實用。工具鋼、模具鋼因為其價格低廉，獲取方便，且加工容易，性能適中，是焊接鎂、鋁、鉛等低熔點金屬較常用的的摩擦焊攪拌工具材料。雖然其在高溫下易軟化的性質并不適用于髙強度材料的焊接，但是在鎂、鋁與鋼、鈦的異種材料攪拌摩擦焊上有大量應用。鋁合金摩擦焊制造商