焊机研制中存在的主要问题及难点

（1）国外技术产品垄断、缺乏相关的资料数据

目前搅拌摩擦焊机还是以国外垄断为主，我国虽然进行了许多年的研究开发，但是核心技术还是达不到国外先进的水平，拥有TWI授权进行FSW设备生产的只有中航工业创办的北京赛福斯特一家企业，这就造成了在国内好多技术受制于国外，美国Megastir公司致力于搅拌摩擦焊对于高熔点材料焊接的应用和开发，2003年已经把FSW应用于野外天然气管道的焊接，Megastir公司对于管材FsW的市场达到了垄断地位。国外也非常注重技术的保护，我们只能通过宣传资料和网站上的图片来了解国外的焊机，在设计过程中能参考的相关资料数据非常少，基本上得靠自己去摸索。

（2）不锈钢焊管的固定和对齐问题

在设计过程中遇到的第一个问题就是如何在焊接前固定焊管，搅拌摩擦焊接为压力焊，钢管在焊接时受到搅拌头力的作用，所以要有固定焊管的装置，比如夹具；在焊接过程中，还要保证焊管的同心度，同时要考虑不锈钢焊管装配精度的问题，这样才能在焊接过程中形成良好的焊缝。

（3）如何将焊管放入齿套中

在设计过程中，考虑到不锈钢焊管的长度，打算设计一个可以张合的齿套，将焊管放入齿套内实现定位和同心。张合所需要的力很大，这就需要考虑选择什么样的动力来实现齿套的张合。

（4）在焊接过程中如何避免匙孔

焊接后随着搅拌针的抬起会在焊缝末端形成匙孔。这是由于抬起搅拌头时，焊缝金属不能继续补充金属流动造成的损失故形成孔洞，如何设计引出板并通过控制收针的路线行程来达到防止匙孔的目的。

（5）需要多大的压力和什么材质的搅拌头才能实现焊接刚开始焊接时搅拌头需要扎入焊缝中去，这时所需要的顶锻力是最大的，同时搅拌头也是最容易损坏的。需要考虑对于材料的顶锻力大小。同时，由于焊接过程中搅拌头在高温下高速旋转，所以搅拌头材质一般采用具有高温强度和硬度的材料，比如w-Re合金或PCBN等合金材料。

（6）焊接同步问题

焊接过程中台架的回转是靠两个伺服电机完成的，要实现焊接时稳定的回转，就要实现两个电机同步运行，通过对控制系统进行调试，来实现焊接回转的同步。