我们众所周知，传统汽车中铝合金材质的连接方式主要包含电阻点焊、铆接以及激光焊等。目前，在汽车的生产线上，常常采用电阻点焊的方法来进行连接，电阻点焊具有操作灵活性出色、可靠性强劲以及生产效率较高的特性。

其焊接接头常见形貌如图1所示。缺点是焊接过程需提供大电流，易出现如图2所示的工件表面热变形严重等焊接异常现象，同时，耗能大，电极寿命短，工作环境差，点焊过程有飞溅，焊接接头质量不稳，焊接接头易出现软化严重、强度系数低等问题，在金属的表面，可能会出现难熔的氧化膜而在焊缝连接处出现裂纹、夹渣气孔、未熔合等缺陷。

因此，为了保障车体强度以及制造安全，怎么能对铝合金材质进行更有效的连接，成为亟需掌握的关键技术。研究和开发新型铝合金材料连接技术来代替电阻点焊技术，对于提高运载能力并促进铝合金在汽车轻量化中的应用，意义重大。于是在这个背景下，搅拌摩擦焊以及搅拌摩擦点焊技术应运而生。

搅拌摩擦点焊（Friction Stir Spot Welding，FSSW）是在“线性”搅拌摩擦焊（Friction Stir Welding，FSW）基础上开发的新型固相焊接技术。其焊接原理类似于搅拌摩擦焊技术，在轴向力的作用下，高速旋转的搅拌头压入被连接件内部，此时，搅拌针及轴肩与被焊接工件产生直接接触，并产生摩擦作用，由于摩擦生热，被焊工件的金属材料被软化达到热塑性状态，之后，在搅拌头保压回抽作用下形成焊点。

摩擦预热阶段 →搅拌套下压及搅拌针回抽→搅拌针下压及搅拌套回抽 →平磨形成平整焊点

对比于熔焊、电阻点焊等传统的连接技术，搅拌摩擦点焊工艺技术主要存在着下列优点：

（1）焊接接头质量显著提高。搅拌摩擦点焊的焊接接头具有优异的机械性能，并且在焊接过程温度较低，使得焊接变形及残余应力水平都有较大幅度的降低。

（2）耗能少，成本低。有研究显示，单点点焊费用比电阻点焊节省近80%，较铆接节省95%。

（3）操作过程简单，焊点质量高。焊前不需清理，焊接过程操作简单，焊接后得到的点焊接头机械性能良好。

（4）焊接工具使用寿命长。理论上搅拌头可以经历10万次点连接而无耗损。

（5）工艺过程污染较小。产生的电磁辐射少，并且不易产生灰尘、烟雾、噪声污染。

搅拌摩擦点焊常见以下几种类型：

一、直插式

较为传统的搅拌摩擦点焊技术，目前在实际应用中最广泛，在焊接完成后会在焊点位置留下一个匙孔，因此又称为带有退出孔的搅拌摩擦点焊技术。其具体的焊接过程可分为以下3个阶段，如图3所示。通过搅拌头的压入、连接与回撤过程，完成焊接过程。但是，会在焊点中心留下“匙孔”。

该种焊接工艺最主要的问题就是焊接点接头处留下的“匙孔”破坏了接头的完整，因而会大大降低接头的强度和抗腐蚀性能，在受力时会在“匙孔”处产生应力集中。

二、回填式

采用的是一种特殊形式的搅拌头，如图4所示，该搅拌头中搅拌针和轴肩相互分离，可以进行相对运动，通过准确控制两者的相对运动速度与时间，使搅拌针（轴肩）扎入工件后，在轴肩（搅拌针）回撤的同时形成填充工件表面的“匙孔”，形成如图5所示，焊点平整，焊点位置没有匙孔。

回填式搅拌摩擦点焊的效率高，工艺过程简单，其焊缝外观类似于铝合金构件连接中目前常采用的电阻点焊，因而应用价值和研究意义重大。

三、针插入式

无针插入式搅拌摩擦点焊技术是一种只依靠具有涡旋凹槽形状底部的轴肩作为搅拌头进行点焊工作的新型点焊技术。但成形原理与传统的搅拌摩擦点焊技术工艺有所不同，不会产生“匙孔”。

搅拌摩擦点焊（FSSW）技术解决了铝的氧化膜会在焊缝处形成夹渣的问题。在搅拌摩擦点焊过程中，通过界面变形，去除覆盖在铝合金表面的氧化膜，在焊接工具的搅动作用下，铝合金达到热塑性状态，因此可以使得两种材料很容易地结合在一起，可以获得良好性能的焊接接头，形成的焊缝外观与目前在汽车车体连接中常用的电阻点焊类似，由于其焊接工艺的便捷性和接头力学性能的优异性，以及在提高疲劳性能，延长使用寿命、节能绿色环保等方面所具有的突出优势，有望在汽车车体组装上完全替代电阻点焊而成为最重要的连接方法。

实际上搅拌摩擦焊点焊这项工艺技术最初就是以部分替代电阻点焊用于汽车铝合金结构的焊接为目的的。

相信在不久的将来，搅拌摩擦焊点焊技术会在车辆制造领域得到更为广泛的运用，并成为汽车轻量化制造的主导性技术。