导读：为了有效避免采用焊后矫形和夹具装夹等复杂且耗时的方法控制和消除薄壁结构件焊接残余应力和变形，近日，北京赛福斯特技术有限公司（中国搅拌摩擦焊中心），在发展动态低应力无变形技术的基础上，成功发明了射流冲击热沉搅拌摩擦焊接方法及装置（专利号：ZL2007 1009 7893.6），从而延长搅拌头使用寿命，减小搅拌摩擦焊接应力变形，改善焊接硬化态材料的接头性能。

   搅拌摩擦焊接过程中，搅拌头与工件之间的摩擦热使金属处于热塑性状态，虽然相对于传统熔焊残余应力非常小，但仍有一定焊接残余应力。焊接残余应力对搅拌摩擦焊接头疲劳性能和抗腐蚀性能会产生重要影响；焊接变形则会引起搅拌摩擦焊正常工艺流程的中断，并且影响到结构的几何完整性。上述情况在薄壁结构中表现比较明显，目前，在搅拌摩擦焊过程中控制和消除薄壁构件焊接应力和变形，主要采用焊后矫形和夹具装夹等方法。这些方法有的需要繁杂庞大的设备，费力耗时，并且都受到结构焊缝形状复杂性的影响，应用范围受到限制。

   研究结果表明，搅拌摩擦焊在焊接硬化状态(形变硬化、时效硬化) 有色轻金属时，由于搅拌摩擦焊接时摩擦热的作用，引起了焊缝区及近缝区变形金属的动态回复与动态再结晶，特别是热影响区金属的动态回复和晶粒长大，以及位错密度降低、弥散分布第二相的溶解等，使得焊缝及近缝区金属的宏观硬度值低于加工硬化或时效强化金属母材的硬度值，形成软化区，导致接头强度低于母材。

   

   针对以上问题，结合搅拌摩擦焊技术的特点，基于射流冲击换热理论，我公司创新发展了动态低应力无变形焊接技术，采用一种新型阵列式射流冲击热沉，发明了射流冲击热沉搅拌摩擦焊接方法及装置（专利号：ZL2007 1009 7893.6）。射流冲击热沉可以根据需要制作成不同的形状，结合不同的微射流冲击孔的孔径大小和孔径深度以及分布状态，形成不同的换热系数，精确定量的控制搅拌摩擦焊接热输入，减小搅拌摩擦焊接应力变形，改善搅拌摩擦焊接硬化态材料的接头性能。另外，射流冲击热沉搅拌摩擦焊接新方法可以强制冷却搅拌摩擦焊细晶区以外的高温金属，在保证高应变速率的前提下降低变形区的温度，从而限制热影响区晶粒长大。

   采用本发明进行搅拌摩擦焊接，搅拌头无氧化变色，可以实现对搅拌头的冷却，从而延长搅拌头使用寿命，解决搅拌摩擦焊接高熔点材料时的搅拌头冷却问题。