热塑性聚合物及其复合材料摩擦搅拌焊接最优工艺条件综合评述

摘要整理

摩擦搅拌焊接（FSW）和摩擦搅拌点焊（FSSW）因在汽车、航空航天及其他结构工业中的应用潜力不断提升，已成为日益流行的连接技术。这两种技术不仅成功实现了相同和异种金属、聚合物部件的连接，还开发了聚合物-金属混合接头。本综述按连接材料类型（相同/异种）、接头构型、工具条件、介质条件和研究类型对热塑性聚合物及其复合材料的FSW和FSSW文献进行分类，重点阐述了相同热塑性聚合物FSW和FSSW的实验研究现状。FSW（对接和搭接接头）和FSSW焊接接头的力学性能受多因素影响，包括焊接工艺参数（工具转速、工具进给速度、工具倾角等）、基体材料、工具几何特征（针和肩部尺寸、针型等）和工具材料，以及介质条件（水下、非水下、加热辅助工具、冷却辅助工具）。由于影响因素众多，优化焊接条件以获得高质量、高性能焊接接头具有挑战性。通过文献综述建立了通用指导原则，遵循这些原则可获得缺陷少、性能优异的焊接接头。除参数研究外，还涵盖了基于统计学的研究（如方差分析ANOVA），用于确定影响FSW和FSSW接头强度的关键参数。建立了不同热塑性聚合物材料最主要工艺参数的最优范围。现有文献中关于通用指导原则的开发、关键参数及其工作范围的确定，可为设计智能化未来实验研究、获得全局最优焊接工艺条件提供参考。本文还讨论了文献空白和后续研究建议。

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