科技名词

摩擦焊

friction welding

定义：在工件间相对运动产生的摩擦热能使接合面加热到锻造温度并在预锻力作用下，通过材料的塑性变形和扩散过程，形成固态连接的焊接方法。

学科：航空科学技术_航空制造工程

相关名词：搅拌摩擦焊 线性摩擦焊 惯性摩擦焊

来源：全国科学技术名词审定委员会

【延伸阅读】

摩擦焊是利用摩擦生热的原理，实现零件永久连接的焊接技术。1956年，苏联工程师申请了世界上第一个关于摩擦焊接的专利，摩擦焊技术由此诞生。摩擦焊种类较多，常见的有搅拌摩擦焊、惯性摩擦焊、线性摩擦焊和连续驱动摩擦焊。

由于焊接过程中焊缝处金属并未熔化，因此摩擦焊属于固相焊接。摩擦焊接工艺通常由两个部分组成。第一部分是摩擦，指待焊零件两端所产生的摩擦。在摩擦过程中，热量逐渐积累，温度不断升高，使接触面上的材料处于黏塑性状态（塑性指材料受到外力作用后会产生无法恢复的变形，黏塑性则指这种无法恢复的变形会随时间的变化而改变）。除了温度的上升，摩擦还使零件接触面上的氧化膜等杂质被磨掉，焊后不会产生气孔、夹杂等焊接缺陷。第二部分是顶锻。通常两侧零件开始接触并摩擦时，一侧零件受顶锻力的作用向另一侧挤压，顶锻力的大小会根据焊接工艺的设定逐级增大，在两侧零件停止摩擦后仍会保持一定的时间。摩擦结束后，两侧材料分子相互扩散并结合为一体，实现焊接。

常见的熔焊类焊接方式，主要通过设备或零件的移动将焊接点逐步连接为线后完成焊接，因此先、后焊接的各个位置在变形和残余应力分布上有较大差异。摩擦焊是几乎同时对整个焊接面上的材料进行焊接，焊接面上各个位置的变形和应力分布较为一致而均匀，因此焊接精度与焊缝质量更高。但这也是把双刃剑，这使得一些焊缝接头面积较大的零件较难甚至无法使用摩擦焊进行焊接。除此之外，摩擦焊接过程中不需要填充金属，焊接时不需要处于惰性气体环境之下，不会产生烟雾、有害气体和高亮度弧光，因此对环境不会产生危害，摩擦焊对接头两侧零件的材料并无要求，较易实现异种材料的焊接。

摩擦焊在汽车、高速列车、航空航天及石油开采等行业均有广泛且较为成熟的应用。摩擦焊原理虽然简单易懂，但要实现高质量、高精度的焊接却不容易。目前，高端的摩擦焊设备通常价格昂贵且较为依赖进口，国内的技术人员还需在此多花精力和投入。