激光輔助攪拌摩擦焊（LAFSW）是一種新改進(jìn)的攪拌摩擦焊，攪拌摩擦焊是近十年開發(fā)的工藝。 在攪拌摩擦焊里，焊接熱能是來自工具和工件之間摩擦熱量。由于這種工藝需要相對(duì)大的力，因此，在攪拌摩擦焊中使用的設(shè)備笨重且昂貴。激光輔助攪拌摩擦焊用激光能源加熱工件，而攪拌頭的主要作用是攪拌和連接工件兩部分。由于這種原因，激光輔助攪拌摩擦焊是一種相對(duì)簡單和廉價(jià)的方法。 這篇文章論述了使用LAFSW連接AZ91DMg合金的情況和使用該工藝存在的優(yōu)缺點(diǎn)。 1激光輔助攪拌摩擦焊 為了克服攪拌摩擦焊中存在的不足，如（1）裝夾焊接工件的夾具較大，需要很大的力向前移動(dòng)焊接工具，焊接工具磨損率相對(duì)高；（2）用感應(yīng)線圈方法加熱不能保證正確的位置、焊接攪拌頭和夾具裝置都受到加熱感應(yīng)線圈的影響及用感應(yīng)線圈作媒介加熱及僅適用于導(dǎo)體材料，并不能用于其他非金屬和非導(dǎo)體材料。人們開發(fā)了的激光輔助攪拌摩擦焊 。這種方法由通用銑床和Nd：YAG激光器改造成的。激光能源在旋轉(zhuǎn)攪拌頭前面有限范圍內(nèi)預(yù)熱工件。這樣，旋轉(zhuǎn)的攪拌頭前面的工件體積、塑性增加（插圖1）。然后，采用與普通FSW工藝一樣的方法連接工件。旋轉(zhuǎn)工具前面的高溫軟化了工件，并且可以不用強(qiáng)大夾具裝夾就能夠保證連接。向前移動(dòng)焊接工具只需很小的力，所以減少了磨損。對(duì)于激光能源這種工藝的優(yōu)點(diǎn)還有焊接能力較高，焊接中不會(huì)引起過多的磨損。商業(yè)用的激光器，具有很精確地激光直徑控制裝置，因此，控制工件的受熱區(qū)域和激光源到達(dá)工件的數(shù)量，并且保持系統(tǒng)的其他部位的受熱是比較容易的。 圖1 激光輔助攪拌摩擦焊原理2試驗(yàn)的建立 在焊接試驗(yàn)中用700-W，具有1064 nm波長，多模式Nd：YAG激光系統(tǒng)和通用3-hp轉(zhuǎn)動(dòng)架立銑床。 試件裝夾在立銑床平臺(tái)上，4個(gè)Ф23 mm銷釘，一個(gè)材料為高速鋼Ф20 mm直柄的圓柱形工具嵌入長4 mm，Ф9 mm攪拌頭。通過800 μm芯5m長的光導(dǎo)纖維把激光束直接傳遞到焊接工作臺(tái)。在攪拌頭前面光束散焦形成Ф1 cm光點(diǎn)（見圖片）。用熱電偶焊接相似試件的表面來預(yù)先指定的工作溫度，200W功率激光器可以把試件加熱到320℃左右，軸的旋轉(zhuǎn)速度為1700rpm。 3 結(jié)論與討論 兩個(gè)4 mm厚的截面MgAZ91合金板按前面描述的參數(shù)連接，見圖2。因?yàn)檫@項(xiàng)研究僅僅是初級(jí)階段的工作，還需要在工件機(jī)械性能和組合工藝的生產(chǎn)能力中發(fā)現(xiàn)最佳組合的激光和FSW參數(shù)。激光可以用于加熱非馬氏體材料，像塑性材料和陶瓷。LAFSW焊連接這些材料的類型還將進(jìn)一步研究。 4 結(jié) 論 激光輔助攪拌摩擦焊的焊接工藝已經(jīng)被證明。激光能預(yù)熱工件的使用標(biāo)志著在焊接工具和工件中需要提供較大的力的降低，用這種改進(jìn)的方法簡化了使用，因此使用經(jīng)濟(jì)的焊接方法已成為可能。另外，較高的焊接速度在改進(jìn)中獲得了較好的效益。 （根據(jù)WELDING JOURNAL中的Laser-Assiste Friction Stri Welding編譯，原作者G.KOHN，Y.GREENBERG,I.MAKOVER,ANDA.MUNITZ）