攪拌摩擦焊的英文是FrictionStirWelding縮寫為FSW，于1991年由英國焊接研究所(TWI)發明的。它是利用間接摩擦熱實現板材的連接。這種方法打破了原來摩擦焊只限于圓形斷面材料焊接的概念，是上個世紀末本世紀初最新的鋁及其合金的焊接技術。自從攪拌摩擦焊發明以來，攪拌摩擦焊技術在世界各國突然興起，得到廣泛的關注和深入的研究，并向生產適用化發展，特別是針對鋁合金材料，世界范圍的研究機構、學校以及大公司都對此進行了深入細致的研究和應用開發，并且在諸多制造工業領域得到了成功應用。

　　近年來，為了保護環境、節約能源，人們強烈希望汽車、飛機、機車車輛、船舶等運輸機械輕量化。為此，積極開發、研制適用于這些運輸機械的輕金屬材料，例如鋁及其鋁合金。

　　鋁及其鋁合金材料由于重量輕、抗腐蝕、易成形等優點;隨著新型硬鋁、超硬鋁等材料的出現，使得這類材料的性能不斷提高，因而在航空、航天、高速列車、高速艦船、汽車等工業制造領域得到了越來越廣泛的應用。除了運輸機械外，土木建筑、橋梁等領域也引入了鋁及其鋁合金。

　　這些結構的安裝連接主要以焊接為主要連接方式。在鋁及其鋁合金的焊接中，存在的主要問題之一是由于它的膨脹系數大而在焊接時產生較大的變形。為了防止變形，在施工現場，必須采用胎卡具固定，和由培訓過的熟練工人操作。因為鋁及其鋁合金容易氧化，表面存在一層致密、堅固難熔的氧化膜，所以焊前要求對其表面進行去膜處理;焊接時，要用氬等惰性氣體進行保護。鋁及鋁合金焊接時，易產生氣孔、熱裂紋等缺陷，也是焊接時必須注意的問題。對于熱處理型鋁合金來說，必須避免在焊接時熱影響區產生軟化，強度降低的問題。為了解決鋁及鋁合金熔化焊時出現的以上問題，開發研制出一種新的固相焊接方法，即攪拌摩擦焊。

　　攪拌摩擦焊方法與常規摩擦焊一樣。攪拌摩擦焊也是利用摩擦熱作為焊接熱源。不同之處在于.攪拌摩擦焊焊接過程是由一個圓柱體形狀的焊頭(weldingpin)伸入工件的接縫處，通過焊頭的高速旋轉，使其與焊接工件材料摩擦，從而使連接部位的材料溫度升高軟化.同時對材料進行攪拌摩擦來完成焊接的。焊接過程如圖所示。在焊接過程中工件要剛性固定在背墊上，焊頭邊高速旋轉.邊沿工件的接縫與工件相對移動。焊頭的突出段伸進材料內部進行摩擦和攪拌，焊頭的肩部與工件表面摩擦生熱，并用于防止塑性狀態材料的溢出，同時可以起到清除表面氧化膜的作用。

　　在焊接過程中，焊頭在旋轉的同時伸入工件的接縫中，旋轉焊頭與工件之間的摩擦熱，使焊頭前面的材料發生強烈塑性變形，然后隨著焊頭的移動，高度塑性變形的材料流向焊頭的背后，從而形成攪拌摩擦焊焊縫。攪拌摩擦焊對設備的要求并不高，最基本的要求是焊頭的旋轉運動和工件的相對運動，即使一臺銑床也可簡單地達到小型平板對接焊的要求。但焊接設備及夾具的剛性是極端重要的。焊頭一般采用工具鋼制成，焊頭的長度一般比要求焊接的深度稍短應該指出，攪拌摩擦焊縫結束時在終端留下個匙孔。通常這個匙孔可以切除掉，也可以用其它焊接方法封焊住。針對匙孔問題，目前已有伸縮式攪拌頭研發成功，焊后不會留下焊接匙孔。

　　圖2-1攪拌摩檫焊原理圖

　　攪拌頭由特殊形狀的攪拌指棒和軸肩組成。攪拌指棒的長度等于板厚，但一般情況下，它的長度比母材的厚度稍短一些;而軸肩的直徑大于攪拌指棒的直徑。

　　與常規摩擦焊一樣，攪拌摩擦焊也是利用摩擦熱作為焊接熱源。不同之處在于，攪拌摩擦焊焊接過程是由一個圓柱體形狀的焊頭(weldingpin)伸入工件的接縫處，通過焊頭的高速旋轉，使其與焊接工件材料摩擦，從而使連接部位的材料溫度升高軟化，同時對材料進行攪拌摩擦來完成焊接的。焊接過程如圖1所示。在焊接過程中，工件要剛性固定在背墊上，焊頭邊高速旋轉，邊沿工件的接縫與工件相對移動。焊頭的突出段伸進材料內部進行摩擦和攪拌，焊頭的肩部與工件表面摩擦生熱，并用于防止塑性狀態材料的溢出，同時可以起到清除表面氧化膜的作用。

圖1攪拌摩擦焊接過程示意圖

　　在焊接過程中，焊頭在旋轉的同時伸入工件的接縫中，旋轉焊頭與工件之間的摩擦熱，使焊頭前面的材料發生強烈塑性變形，然后隨著焊頭的移動，高度塑性變形的材料流向焊頭的背后，從而形成攪拌摩擦焊焊縫。

　　攪拌摩擦焊對設備的要求并不高，最基本的要求是焊頭的旋轉運動和工件的相對運動，即使一臺銑床也可簡單地達到小型平板對接焊的要求。但焊接設備及夾具的剛性是極端重要的。焊頭一般采用工具鋼制成，焊頭的長度一般比要求焊接的深度稍短。

　　應該指出，攪拌摩擦焊縫結束時在終端留下個匙孔。通常這個匙孔可以切除掉，也可以用其它焊接方法封焊住。