激光輔助攪拌摩擦焊（LAFSW）是一種新改進的攪拌摩擦焊，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大的力，因此，在攪拌摩擦焊中使用的設備笨重且昂貴。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簡單和廉價的方法。 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。 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焊接工具，焊接工具磨損率相對高；（2）用感應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線圈的影響及用感應線圈作媒介加熱及僅適用于導體材料，并不能用于其他非金屬和非導體材料。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。激光能源在旋轉攪拌頭前面有限范圍內預熱工件。這樣，旋轉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。旋轉工具前面的高溫軟化了工件，并且可以不用強大夾具裝夾就能夠保證連接。向前移動焊接工具只需很小的力，所以減少了磨損。對于激光能源這種工藝的優(yōu)點還有焊接能力較高，焊接中不會引起過多的磨損。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試驗的建立 在焊接試驗中用700-W，具有1064 nm波長，多模式Nd：YAG激光系統(tǒng)和通用3-hp轉動架立銑床。 試件裝夾在立銑床平臺上，4個Ф23 mm銷釘，一個材料為高速鋼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長的光導纖維把激光束直接傳遞到焊接工作臺。在攪拌頭前面光束散焦形成Ф1 cm光點（見圖片）。用熱電偶焊接相似試件的表面來預先指定的工作溫度，200W功率激光器可以把試件加熱到320℃左右，軸的旋轉速度為1700rpm。 3 結論與討論 兩個4 mm厚的截面MgAZ91合金板按前面描述的參數(shù)連接，見圖2。因為這項研究僅僅是初級階段的工作，還需要在工件機械性能和組合工藝的生產能力中發(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一步研究。 4 結 論 激光輔助攪拌摩擦焊的焊接工藝已經被證明。激光能預熱工件的使用標志著在焊接工具和工件中需要提供較大的力的降低，用這種改進的方法簡化了使用，因此使用經濟的焊接方法已成為可能。另外，較高的焊接速度在改進中獲得了較好的效益。 （根據WELDING JOURNAL中的Laser-Assiste Friction Stri Welding編譯，原作者G.KOHN，Y.GREENBERG,I.MAKOVER,ANDA.MUNITZ）