铝与钢、不锈钢、铜焊接，复合板制备及匙孔填充新技术

铝材与异种金属进行焊接时必须采用钎焊与搅拌摩擦焊技术，以限制或消除熔焊时出现的大量金属间化合物。其中钎焊的难点在于铝表面的去膜；搅拌摩擦焊的问题在于当母材中有一种较硬材料（如钢或不锈钢）的时候，搅拌头会因磨损严重、前进阻力增大而出现断针现象，导致焊接过程难以为继。为此研发了搅拌摩擦钎焊技术（friction stir braz-ing，FSB）。

与传统炉中钎焊技术相比，搅拌摩擦钎焊技术的优点是：①在冶金质量方面，因旋转工具对界面的挤压与扭转作用，具有明显的可用机械途径实现去膜的优势；②在施工方面，热源为洁净、集中的摩擦热，能耗低，操作简单且劳动条件好（无飞溅与弧光）， 无需任何保护气体与钎剂，变形小，残余应力低及接头力学性能优异。与传统搅拌摩擦焊相比，搅拌摩擦钎焊技术的优点是：①所采用的工具为无针工具，施焊过程中工具与钢材不接触，从而有效避免了钢对搅拌针的磨损，延长了工具的寿命且消除了焊道末端的匙孔；②若为了避免工具磨损采用无针工具，则由于工具对母材机械作用的减弱使得两板界面上变形、破膜、混合变得困难，从而导致界面结合极差，断裂于原始界面。针对搭接搅拌摩擦焊普遍存在的上/下界面塑性流动混合难以实现的问题（主要原因在于工具旋转线速度与搭接界面平行），为实现界面间致密化与上下混合，FSB 利用母材向钎料中的快速溶解代替塑性变形，从而降低了对界面处塑性变形及通过塑性流动实现上/下混合的苛求；③可通过 “界面挤压、扭转+ 膜下潜流（Zn 钎料的加入）+加压挤出” 多种机制有效去除铝母材表面的氧化膜，特别是在铝一侧的去膜方面极具优势；④在氧化膜随低熔、低强液相被挤出后，最终所得界面组织实质为洁净、致密、连续的微米级扩散层，由此可靠地保证了覆/基板界面间的快速焊合（目前焊速可达 150~475 mm/min）； ⑤单道有效焊接宽度（与轴肩直径接近）远高于传统带针搭接搅拌摩擦焊单道有效焊接宽度（约为针直径），再加之无需填充匙孔，故生产率可提高 2 倍以上。

FSB 的主要应用有：①异种金属钎焊；②制备双金属复合板；③缺陷修复（含平面修复与立体修复）。 目前，利用该技术成功制备了铝/钢、铝/铜和铝/不锈钢异种金属搭接接头，并成功制得了铝/钢和铝/不锈钢双金属复合板，且根据该技术开发了一种新的缺陷修复技术——匙孔填充技术。

搅拌摩擦钎焊技术通过 “界面扭转、挤压+膜下潜流（Zn 钎料的加入）+加压挤出” 多种机制有效去除铝母材表面的氧化膜，界面氧化膜去除效果理想， 最终获得洁净、 致密、连续的微米级界面扩散层。 它可视为铝钎焊与搅拌摩擦焊的一种重要补充工艺。 FSB 的主要应用有： 铝与异种金属钎焊； 制备双金属复合板；缺陷修复（平面修复与立体修复）。在已完成铝/钢、铝/不锈钢、铝/铜组合的试验后，其他组合如铝/钛、镁/钢亦在顺利进行之中。