倾角的作用
- 倾角可以增强搅拌头后方材料从返回侧（Retreating Side, RS）运动至前进侧（Advancing Side, AS）区间的流动性，改善材料的混合和填充能力。
- 倾角有助于增强材料在厚度方向的运动能力，避免工件表面及根部因材料流动回填不足而形成缺陷，如沟槽或隧道型孔洞等。
倾角对焊接质量的影响
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采用适当的倾角可以提高焊接质量，减少焊接缺陷，如隧道型孔洞等。
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与无焊接倾角相比，具有倾角的搅拌头焊接时热塑性材料流动性更好，焊缝成型质量更佳。
为什么倾角可以提高焊接质量？减少一些焊道缺陷？
主要原因包括：
- 改善材料流动性：倾角使得搅拌头后方的材料更容易从返回侧流向前进侧，增强了材料的流动性和混合，有助于材料更均匀地填充焊缝区域。
- 增强材料填充能力：倾角有助于提升软化材料的填充能力，特别是在焊缝的前进侧。这可以减少由于材料填充不足导致的缺陷，如隧道型孔洞。
- 改善热循环：倾角可以改善焊接区域的热循环，因为搅拌头的倾斜改变了热量的分布和传递方式，有助于更均匀的热输入。
- 减少残余应力：倾角的使用可以降低焊接过程中产生的残余应力，因为倾角改变了材料的流动模式，从而减少了由于不均匀冷却导致的应力集中。
- 防止材料溢出：倾角有助于防止焊接过程中塑性化材料的溢出，因为搅拌头的倾斜可以使得材料更有效地向内部流动，而不是向外部溢出。
- 微观结构的改善：倾角的使用可以改善焊接接头的微观结构，促进细小等轴晶粒的形成，从而提高焊接接头的整体性能。
- 减少飞边：倾角有助于减少焊接过程中飞边的产生，因为倾角可以使得材料更有效地进入焊缝，而不是被挤出焊缝之外。
- 提高焊接稳定性：倾角的使用可以提高焊接过程的稳定性，因为倾角有助于维持焊接工具与材料之间的良好接触，减少工具的偏移或浮动。
通俗点讲就是：
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就像我们用勺子在锅里搅动汤一样，如果勺子斜着搅动，汤会流动得更顺畅。倾角让金属像汤一样流动得更好，填充得更均匀。所以这就是为什么改善材料流动性
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在焊接过程中，如果金属不能很好地填充到焊缝里，它们可能会从旁边 “逃走”，形成缺陷。倾角就像是给金属一个“推力”，让它们更容易进入焊缝，而不是溢出来。这里又不好理解了对吧
假设有一个水渠，水渠的底部是你需要填满的“焊缝”。现在，你有一个水龙头，它代表搅拌摩擦焊中的焊接工具，水龙头喷出的水流代表在焊接过程中被加热变软的金属
无倾角（垂直水龙头）：如果你垂直地拿着水龙头，让水直接向下流入水渠，大部分水会直接掉在水渠的中心。但是，一些水可能会溅到水渠的两侧，甚至溢出水渠的边缘。这就像金属在没有倾角的情况下，可能会从焊缝的两侧溢出，形成缺陷。
有倾角（倾斜水龙头）：现在，如果你稍微倾斜水龙头，让水流以一个角度喷入水渠，水流的冲击力会帮助水沿着水渠的底部流动，而不是溅到两侧。这样，水就会更均匀地填充水渠，减少溢出的可能性。在焊接中，倾角的作用就是类似这样，它使得变软的金属在焊接压力和摩擦力的作用下，更容易沿着焊缝流动并填充，而不是简单地从焊缝的侧面溢出。
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焊接时，金属会变得很热，然后冷却下来。倾角有助于让热量在金属中分布得更均匀，这样金属冷却后就不会产生不均匀的应力，减少了缺陷的风险。
好，你可能又会想，倾角为什么会有助于让热量在金属中分布得更均匀？
这主要是因为它改变了金属受热的方式和金属流动的方向。
比如你正在煎一个煎饼，如果你只是让锅的中心加热，那么只有中间的煎饼会熟得很快，周围的是不是就很慢？但如果你把锅稍微倾斜一下，让中间的热油流向边缘，那么整个煎饼就会均匀受热，熟得一样快。
倾角的数值范围
传统 FSW 焊接时搅拌头向后倾斜，搅拌头轴线与工件法线呈 2° ~ 5° 的夹角，我司通常使用 2.5° 的倾角
标准与规范
在中华人民共和国航天行业标准中提到，操作人员、工艺人员和检验人员应熟悉搅拌摩擦焊工艺过程，了解本标准中关于搅拌摩擦焊工艺过程的控制要求，其中包括搅拌头倾角，附件：【中华人民共和国航天行业标准】