這些合金的化學性質凝固特性不好,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大工程。許多工作由鋁母材制造商完成,因為他們方便知道鋁的可靠焊接方法和工藝,同時也鋁裝配工完成,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)展的兩個先鋒是ALCOA(美國鋁公司)和Kaiser 鋁化學公司,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:
(1)焊接工件必須剛性固定,反面應有底板;
(2)焊接結束攪拌探頭提出工件時,焊縫端頭形成一個鍵孔,并且難以對焊縫進行修補;
(3)工具設計、過程參數(shù)和機械性能數(shù)據(jù)只在有限的合金范圍內可得;
(4)在某種情況下,如特殊領域中要考慮腐蝕性能、殘余應力和變形時,性能需進一步提高才可實際應用;
(5)對板材進行單道連接時,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、焊劑及保護氣體等。消耗的是焊接攪拌頭。
同時,由于攪拌摩擦焊接時的溫度相對較低,因此焊接后結構的殘余應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,結構的平面外變形是非常明顯的,無論是采用無變形焊接技術還是焊后冷、熱校形技術,都是很麻煩的,而且增加了結構的制造成本。
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。當然,這也和有色金屬熔化焊接相對困難有關,迫使人們在有色金屬焊接時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,也有可能實現(xiàn)攪拌摩擦焊,但這就要看熔化焊和攪拌摩擦焊哪個技術經(jīng)濟指標更合理來決定。