不過(guò)在科技領(lǐng)域，情況就不一樣了。《詩(shī)經(jīng)》里說(shuō)：如切如磋，如琢如磨。說(shuō)明古人就知道利用摩擦打造精美的玉器了。
普京大帝也有名言：生活是由矛盾構(gòu)成的，哪里沒(méi)有矛盾了，哪里就將是一片荒蕪。－－聽(tīng)上去，戰(zhàn)斗的民族是“無(wú)摩擦，不盡興”啊，車(chē)聚君先汗一個(gè)。
而在汽車(chē)領(lǐng)域，摩擦也能產(chǎn)生奇跡。一種叫摩擦焊的新工藝，正在逐漸興起并有可能替代目前風(fēng)頭正健的激光焊。它沒(méi)有煙塵、火花、輻射，讓整個(gè)汽車(chē)制造過(guò)程更加安靜、安全、環(huán)保。
所以啊，與其通過(guò)有爭(zhēng)議的電動(dòng)車(chē)、能作弊的柴油車(chē)來(lái)達(dá)到環(huán)保，還不如來(lái)點(diǎn)實(shí)在的，在制造中多普及一下摩擦焊這種綠色技術(shù)。
一、摩擦焊原理介紹
為了應(yīng)對(duì)材料、接頭形式、焊接位置、截面大小等問(wèn)題，摩擦焊呈現(xiàn)了多種形式，今天車(chē)聚君要給大家介（ān）紹（lì）的這種叫：攪拌摩擦焊。
攪拌摩擦焊也稱FSW （Friction Stir Welding），是美國(guó)焊接研究所在1991年發(fā)明的一種在機(jī)械力和摩擦熱，共同作用下的新型固相連接技術(shù)。雖然這項(xiàng)技術(shù)起步較晚，但由于出色的環(huán)保以及焊接能力，迅速引起了各大廠家的關(guān)注。
▲相較于利用高電壓、高電流瞬間獲得巨大熱量的焊接方法，這種采用摩擦生熱的方法很是新穎。
在攪拌摩擦焊接過(guò)程中，一個(gè)帶有特殊軸肩和針凸的柱形攪拌頭會(huì)旋轉(zhuǎn)著緩慢插入被焊接工件中，通過(guò)劇烈的攪拌、摩擦以及壓力作用，焊縫的金屬材料發(fā)生塑性軟化，當(dāng)攪拌頭旋轉(zhuǎn)著向前移動(dòng)時(shí)，熱塑化的金屬材料會(huì)從攪拌頭前沿向后方轉(zhuǎn)移，并在攪拌軸肩的作用下受到摩擦和鍛壓，最終得到精細(xì)的鍛造組織接頭。
▲它充分利用了摩擦生熱的原理，而且通過(guò)加壓的方式，防止受熱后的金屬材料發(fā)生嚴(yán)重變形，并將兩塊金屬迅速地“粘接”在一起。巧妙的將加熱加壓方式組合在一起，為這個(gè)想法點(diǎn)贊。
二、攪拌摩擦焊的幾個(gè)特點(diǎn)
初步了解原理后，問(wèn)題來(lái)了——這種摩擦生熱的焊接方式能給我們帶來(lái)什么好處呢？總結(jié)下來(lái)有以下特點(diǎn)：
▎這種焊接實(shí)現(xiàn)了全位置的自動(dòng)化，焊接過(guò)程不會(huì)產(chǎn)生煙塵、飛濺、紫外線及電磁輻射等污染，實(shí)現(xiàn)了焊接過(guò)程的環(huán)?；?nbsp;
▲印象中車(chē)間里應(yīng)該是各種高大上的機(jī)器人，光潔明亮。然鵝，走進(jìn)車(chē)身車(chē)間我們往往會(huì)聞到一股刺鼻煙塵味，知道為什么工作人員會(huì)戴防塵口罩了吧？
▎不同于大多數(shù)焊接方法，摩擦焊的過(guò)程是在材料的塑性狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)的，這使得焊縫的一致性很高，沒(méi)有熱裂紋、夾雜、氣孔等熔焊缺陷產(chǎn)生；
▲頂蓋激光釬焊（熔焊的一種），我們總以為會(huì)像上圖這樣光潔順滑，可現(xiàn)實(shí)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)下圖這樣的氣孔、鋸齒邊、飛濺情況。
▎正常情況下，摩擦焊不需要焊絲和保護(hù)氣，焊接過(guò)程消耗少，焊縫殘余應(yīng)力低，基本沒(méi)有變形，焊接接頭的強(qiáng)度可以達(dá)到或者接近母材的強(qiáng)度，機(jī)械性能優(yōu)異；
▎摩擦焊焊前不需要對(duì)鋁合金氧化層做特殊處理，也不需要開(kāi)破口，焊接過(guò)程中不需要填充材料和保護(hù)氣，大大簡(jiǎn)化了焊接工序。
▲摩擦焊很好的體現(xiàn)了高效節(jié)能環(huán)保的理念，不同于傳統(tǒng)焊接的火花四濺，這種焊接顯得更冷靜優(yōu)雅。不謙虛的說(shuō)，是一種最時(shí)尚的焊接方式。
攪拌摩擦焊技術(shù)在航空航天上已經(jīng)到了工業(yè)化運(yùn)用階段，像波音、洛克希德·馬丁以及Eclipse等航空航天巨頭都已采用了這項(xiàng)技術(shù)。從新技術(shù)在航空航天上趨向成熟后會(huì)轉(zhuǎn)向民用（特別是汽車(chē)）的調(diào)性來(lái)說(shuō)，下一步很有可能就是在汽車(chē)上的應(yīng)用了。
事實(shí)上，這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展比我們想象的快。
三、攪拌摩擦焊在汽車(chē)中的應(yīng)用
現(xiàn)在來(lái)說(shuō)它能應(yīng)用在多種汽車(chē)零部件的制造中，比如說(shuō)輪轂、后橋、鋁合金電池托盤(pán)、發(fā)動(dòng)機(jī)殼體內(nèi)襯、側(cè)體內(nèi)襯加強(qiáng)件、車(chē)門(mén)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)件、大型擠壓成型件的拼接等。
就這些組件，福特、寶馬、菲亞特、通用、奔馳和沃爾沃等都有所涉獵。但這項(xiàng)技術(shù)也同它的使用范圍一樣，主要由供應(yīng)商獨(dú)立研發(fā)，或供應(yīng)商與車(chē)企共同研發(fā)的方式。技術(shù)儲(chǔ)備上，占據(jù)主導(dǎo)地位的仍是供應(yīng)商。
▲以前某公司的某款車(chē)型后橋零件測(cè)試后發(fā)現(xiàn)達(dá)不到耐久性要求，后橋上層板軸襯磨損嚴(yán)重。為了解決問(wèn)題，采用了攪拌摩擦焊的方法，將兩塊相同的擠壓成型件，沿中間對(duì)接縫焊接在一起，效果顯著。
我們知道鋁、鎂合金一類的輕質(zhì)合金在焊接中有著接頭軟化嚴(yán)重、易形成氧化膜、容易產(chǎn)生氣孔和熱裂紋、焊接變形嚴(yán)重等缺點(diǎn)。
而攪拌摩擦焊正好能地解決這類問(wèn)題：早在2005年，2005 Ford GT上就使用了這項(xiàng)技術(shù)，來(lái)焊接鎂鋁合金。可以說(shuō)，摩擦焊是最適合鋁合金材質(zhì)的焊接工藝之一。
四、汽車(chē)廠家摩擦焊的態(tài)度
由于技術(shù)有難度，摩擦焊技術(shù)用的還不廣泛，廠家宣傳的也不多。但車(chē)聚君還是給大家找到了有代表性的幾家：
▎奧迪的ASF鋁合金空間框架，雖在車(chē)身主要承載部位上仍使用MIG焊接技術(shù)，不過(guò)官方已提出了使用摩擦焊的計(jì)劃－－未來(lái)實(shí)施的可能性非常大。
▎馬自達(dá)不僅敢用轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，還在RX-8的后門(mén)框上采用了摩擦焊技術(shù)。
▎德國(guó)卡曼汽車(chē)公司采用摩擦焊，來(lái)焊接由泡沫鋁制造的車(chē)頂蓋。因?yàn)槿绮捎萌刍高B接方式，其中的發(fā)泡劑極易發(fā)生燒失。
▎中航工業(yè)賽福斯特公司，為國(guó)內(nèi)某車(chē)企開(kāi)發(fā)了中國(guó)首臺(tái)用于鋁合金汽車(chē)工藝的攪拌摩擦焊設(shè)備，并實(shí)現(xiàn)了輪轂的摩擦焊。
▎早在2010年，廣州地鐵3號(hào)線城軌車(chē)輛的車(chē)體就大量使用了摩擦焊。
另外，美國(guó)MegaStir、Tower，瑞典SKB，日本日立、日本輕金屬等公司都有著相當(dāng)強(qiáng)的技術(shù)儲(chǔ)備。以中航工業(yè)為首的一批中國(guó)企業(yè)也不甘落后，業(yè)務(wù)已延伸到了海外市場(chǎng)和新能源汽車(chē)領(lǐng)域（如電池框體焊接）。
五、摩擦焊的優(yōu)勢(shì)在哪里？
談到鋁合金焊接，大家印象最深刻的可能是激光焊接工藝了，相較于激光焊接的家喻戶曉，攪拌摩擦焊工藝能后來(lái)居上嗎？
車(chē)聚君看來(lái)，摩擦焊還是有優(yōu)勢(shì)的：
▎為了在降低車(chē)重的同時(shí)保證剛度，鋁合金中常會(huì)添加強(qiáng)化元素（如Mg）。激光焊接由于電弧焊接溫度高，強(qiáng)化元素容易燒失，焊縫強(qiáng)度以及整車(chē)性能會(huì)受到影響，而焊接溫度較低的摩擦焊就沒(méi)有這個(gè)問(wèn)題；
▎激光焊接工藝難度大，焊接質(zhì)量很容易出現(xiàn)反復(fù)，現(xiàn)今使用這項(xiàng)技術(shù)的車(chē)企中，敢說(shuō)還沒(méi)哪一家承認(rèn)完全控制了這項(xiàng)技術(shù)。
六、摩擦焊還有提升的空間
攪拌摩擦焊并不是一種絕對(duì)完美的焊接方式，比如說(shuō)焊接速度就是一大問(wèn)題，通常來(lái)說(shuō)這種焊接方式的速度在100mm/min左右，要知道同樣可以不間斷焊接的激光焊接，其一般速度在3000mm/min左右。
要提到攪拌摩擦焊的最新動(dòng)態(tài)，最讓人激動(dòng)的就是能源部太平洋西北國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（PNNL）的最新研究，他們通過(guò)與通用汽車(chē)公司、美鋁以及美國(guó)鐵姆肯（TWB）公司合作，使得攪拌摩擦焊的速度提高了10倍之多，大大降低了生產(chǎn)時(shí)間和成本，同時(shí)還得到了更輕更牢固的零部件。
據(jù)報(bào)道，改進(jìn)后的工藝可以使得車(chē)門(mén)重量減輕62%，而成本則可以降低25%。
車(chē)聚小結(jié)：
現(xiàn)在看，攪拌摩擦焊還是一種新興技術(shù)，普及率不是很高。但隨著輕量化成為共識(shí)，鋁鎂合金材料受到空前重視，這勢(shì)必會(huì)讓摩擦焊技術(shù)異軍突起。
另外，隨著環(huán)保意識(shí)增強(qiáng)，水性涂料、免中涂工藝、摩擦焊等綠色造車(chē)技術(shù)，會(huì)逐漸替代一些“懂車(chē)帝”口中的激光焊、空腔注蠟、車(chē)漆厚等，而成為一股新的技術(shù)清流。
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