摩擦搅拌焊接

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摘要:研究計畫之背景及目的近年來隨著追求低成本、低碳排放量、低耗能的環保慨念崛起後，市面上的工業產業，如航太、造船及汽車等零組件，漸漸轉而使用輕金屬取代原本的鋼鐵材料，以建構性能更佳，但重量更輕之高性能產品。而此合金之銲接能力也相對重要，以往之銲接技術應用範圍不大，或有許多限制，而慢慢衍生出一種新興銲接技術，即摩擦攪拌銲接(FrictionStirWelding,FSW)。其簡單且容易應用的概念，甚至是異種材料也可接合，像是鋁合金、鋼、鈦、銅及鎂合金等低熔點金屬。此固態接合接點品質良好，以低變形與低的冶金不融合性，並且較傳統氣體保護電弧銲接製程的接點更強，亦可修補已存在的銲道等優點，提供工業界及製造業廣大的應用範圍。雖然此技術發展至今僅十餘年，但在各方的實驗與研究上，已證實此一固相銲接技術具有卓越的優越性，且慢慢已有應用於工業界上。FSW提供低成本、低能量的材料接合方法，以及一個多樣的新設計與銲接生產機會，對重量減輕有興趣的工業如航空、汽車以及造船工業有很大的吸引力，像是船舶工業的甲板、船身、潛艇等；航空工業的機翼、機身、太空梭等；汽機車工業的輪胎鋼圈、車身等[1]，皆為FSW的成品。本計畫針對運用在航太上高性能之鈦合金，作為摩擦攪拌銲接之研究。摩擦攪拌銲接於1991年，由英國鍛造協會(TheWeldingInstitute,TWI)發表，為一種新穎且極具潛能的固態銲接製程。不僅改善了傳統手工電弧銲的缺點，更突破了傳統手工電弧銲所遭遇的瓶頸，是一種低變形、高品質、低成本的金屬材料接合方法[2]。其摩擦攪拌銲接是採用旋轉的硬質攪拌頭侵入工件之預接合面，施以強烈攪

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