不锈钢焊接工艺中的旋转摩擦焊接

旋转摩擦焊接（RFW）是一种固态连接工艺，通过在一个轴向力的作用下使一个工件相对于另一个旋转工作。表面之间的摩擦产生热量，导致界面材料塑化。压缩力使塑化材料从界面位移，排出原始表面氧化层和其他污染物，并促进冶金和/或表面互锁连接机构。这种变形过程形成闪光圈，并使工件在压缩力的方向上缩短。一旦达到要求的起酥油（称为燃尽距离），停止旋转运动，锻造力经常保持或增加一段时间，以帮助巩固焊缝。

直接驱动指旋转部分由设备主轴电机持续驱动。惯性指旋转部件连接到一旦达到期望的转速就与驱动马达断开的飞轮。工件接合，飞轮将能量提供给接口。在这种方法中，转速逐渐减小到停止。

RFW在整个制造行业得到广泛的实施，并已被用于许多应用，包括：涡轮轴、汽车零部件，包括钢制卡车车轴和外壳；蒙乃尔、钢海洋配件；活塞杆；铜铝电连接；切割工具；结合异种金属的管状过渡接头（例如铝钛和铝不锈钢板）。

旋转摩擦焊接的外观相似，它们有几个不同的区域，焊接中心区（WCZ），热机械影响区（TMAZ）和热影响区（HAZ）。这些区域的范围和微观结构组成取决于所使用的材料和加工条件。焊接区域由闪光圈包围。

当使用最佳加工条件时，RFW可以生产与母材强度相近或更高的接头。许多类似和不同的材料组合都是如此。

旋转摩擦焊接比竞争的制造工艺提供了许多优点，例如：焊缝保持固态，避免了许多与熔焊期间的熔化和凝固有关的缺陷，如孔隙和凝固裂纹。焊接部件的变形也减小了。

该工艺具有比熔焊更低的峰值温度，减少金属间化合物的形成，并允许一系列不同的材料连接。

该过程不需要填充金属，焊剂和保护气体。这个过程很容易实现自动化，使得这个过程具有高度的可重复性，而不依赖于人的影响，从而导致非常低的缺陷率。

当用于制造预成型件时，与减成技术（例如，从铸锭和锻件加工）相比，材料使用和制造成本降低。