CN101670482A

CN101670482A - 一种嵌入式搅拌摩擦点焊方法

Info

Publication number: CN101670482A
Application number: CN200910024130A
Authority: CN
Inventors: 张贵锋; 苏伟; 张军; 张建勋; 赵继鹏
Original assignee: Xian Jiaotong University
Current assignee: Xian Jiaotong University
Priority date: 2009-09-29
Filing date: 2009-09-29
Publication date: 2010-03-17

Abstract

一种嵌入式搅拌摩擦点焊方法，可用于异种或同种金属的搭接点焊，尤为适于铝或镁与较硬的异种金属材料的搭接连接。其工序为：首先，在较硬的第二母材上预先钻孔，并在孔内攻丝；或者从较硬第二母材的两面分别钻出直径不等的两个同轴孔；等直径光孔须用带有浅窝型模具的垫板；然后，按搭接形式组装，要求将铝板置于较硬的第二母材上方，且较硬第二母材的小直径孔在上侧；启动无针式搅拌头旋转并使之与上母材表面接触；限制搅拌头的压入深度约在0.25mm－1mm之内，无须穿透焊接界面；摩擦数秒后将上板旋挤入较硬下板的孔内，即完成焊接。该技术与传统搅拌摩擦点焊技术相比，避免了硬质第二母材对工具的磨损，延长了工具的使用寿命；接头无匙孔，外观平整。

Description

一种嵌入式搅拌摩擦点焊方法

技术领域

本发明属于焊接领域，涉及一种搅拌摩擦点焊的方法。

背景技术

在以汽车、轻轨电车为代表的运输设备制造行业，为节约燃油、减少排放，密度轻的铝材正被逐渐引入来代替钢材，因此，铝/钢接头的可靠焊接是一必然要遇到的工艺问题。然而，众所周知，铝/钢接头无法用传统的电弧焊工艺实现焊接，其原因在于电弧焊工艺会引起脆性金属间化合物的出现而使接头脆化。因此，铝/钢接头的可靠焊接是亟待解决的关键工艺难题。多年来，钎焊、摩擦焊等因可避免母材熔化而一直是铝/钢接头焊接研究的热点。与摩擦焊相比，钎焊无论在生产效率(传统炉中钎焊因加热/冷却速率缓慢而使生产效率低)、生产成本(能耗高；需要钎剂或氩气保护)还是接头质量方面(润湿性差；金属间化合物易过厚)都有明显不足。在摩擦焊方面，近年来，特别是日本尝试采用搭接搅拌摩擦焊实现铝/钢接头的固态接合。

2001年，日本川崎重工公司与马自达公司合作首次报道了“搅拌摩擦点焊(Frictionspot joining，FSJ或Friction stir spot welding，FSSW)”技术，当时的主要目的是用于代替Al/Al板材间的电阻点焊。令人惊奇的是，与搅拌摩擦焊一样，搅拌摩擦点焊技术在1-2年内便也极为迅速地获得了成功的工业应用。目前，搅拌摩擦点焊技术已被用于汽车生产，如局部采用搅拌摩擦点焊技术(车门等)的马自达RX-8已于2003年4月投放市场。

由日本川崎重工与马自达公司合作开发的传统搅拌摩擦点焊所用“工具”的重要特点有：(1)有针，且针外周加工有螺纹，以促进板厚方向的塑性流动与混合；(2)肩端为内凹式，以扩大搅拌区空间沿板厚方向扩展，进而改善上/下界面间的竖向混合。该技术包括下述工序：(1)压入针(Plunging)；(2)搅拌、一体化(Stirring)，一般持续摩擦时间约1-5秒；(3)拔出针(Drawing out)。传统搅拌摩擦点焊的接合机理可简要概括为：利用搅拌工具摩擦与压入(旋压)，使第二母材2软化并强迫其产生塑性流动(环向与轴向复合流动，特别是伴随工具下压过程出现的沿板厚方向的轴向对流流动)，从而形成一“搅拌区”。该搅拌区的特点为：其位置在紧邻针的“外周”；沿板厚方向成功获得了跨越原始焊接界面的上/下混合；呈不连续椭圆状。正是由于“搅拌区”的形成从而实现了上/下板材间的混合与可靠连接。

早期关于搅拌摩擦点焊的研究主要集中于证明搅拌摩擦点焊相对于电阻点焊的优点。在薄板铝材焊接方面，业已证明传统搅拌摩擦点焊相对于电阻点焊主要具有以下显著优点：

(1)性能优：铝材搭接点焊的性能指标包括拉剪强度、剥离强度与疲劳强度。关于拉剪强度已证明，当焊接规范(特别是工具加压摩擦时间)合适，形成足够大的搅拌区时，搅拌摩擦点焊接头拉剪强度将略高于电阻点焊接头，且分散性小。这得益于搅拌摩擦点焊为固相接合。但当摩擦时间过长时，引起压入深度过深，板材减薄严重，接头断裂载荷因之受影响。

(2)极为显著的节能优势：铝板电阻点焊有诸多弊端，包括：所需焊接电流大(钢材的3倍以上)；配电系统所需容量大；回路损耗大(包括焊钳本体、二次电缆、变压器损耗)；能量利用率极低，仅为16.7％(为此常须用硬规范)。当采用搅拌摩擦点焊时，对于常用Al合金薄板，驱动电机的电流峰值降至约14A；搅拌摩擦点焊的耗能可小至0.4Wh/点，仅为电阻点焊(40Wh/点)的1％-5％。

(3)设备系统大为简化，设备投资小：无需大容量配电系统、焊接变压器、水冷系统、气压系统等设施。

(4)易于管理：避免了频繁的电极修磨与更换。

近年来，关于传统搅拌摩擦点焊的研究主要集中在搅拌区的组织、搅拌区的形成与长大机理、搅拌区的影响因素(规范与针的螺纹)、搅拌区直径大小对接头断裂路径、位置、性能的影响等方面。其中核心问题是在搅拌区形成与长大过程中的塑性流动机理，它决定了接头的形成过程。在搅拌摩擦点焊中的塑性流动研究方面，古贺信次、藤本光生、山本元道、Gerlioh A均提出了基本相同的塑性流动模型：塑性材料的流动为复合流动，可分解为沿工具旋转方向的流动(水平流动或螺旋流动)与沿板厚方向的流动，这些流动形成了对流流动。从上/下板材间焊合角度看，沿板厚方向的流动与混合更为重要。沿板厚方向的流动来源于两方面：一是伴随工具下压过程出现的沿板厚方向的对流流动；二是针外侧的螺纹引起的沿板厚方向的流动。各自作用大小因焊接条件不同而有不同。

然而，针对其缺点的分析与改进的研究未曾报道。申请人认为，由日本川崎重工与马自达汽车开发的传统搅拌摩擦点焊技术主要存在下述缺点：

(1)在接头外观方面，存在明显的匙孔。其原因在于使用的工具为经典的有针工具。

(2)在适宜材质方面，仅适于上/下板材均为屈服强度较低的铝材；不适于接头下板为屈服强度较高的钢材。其原因在于由于钢的硬度、屈服强度远高于铝材，由此导致两方面的缺点：一是工具的端部在与钢材的摩擦中易被钢材磨损，缩短了钢制工具的使用寿命；二是在工具压入过程中由于钢材难以发生朝上翻卷的强烈塑性变形，因而钢材向上嵌入铝材(位于上板位置)的程度，即上/下界面间的混合程度极为有限，由此导致接头界面结合强度极低。

针对上述传统搅拌摩擦点焊的缺点，申请者提出了一种适于铝与较硬异种材料(如碳钢、不锈钢等)搭接的“嵌入式搅拌摩擦点焊”方法。嵌入式搅拌摩擦点焊在所用摩擦工具设计、工件焊前预加工、垫板模具设计、压入深度等方面均不同于传统搅拌摩擦点焊。嵌入式搅拌摩擦点焊的基本思路是，焊前要求在较硬第二母材2(如钢材)上“预先钻孔4”，并采用“无针式”柱状工具，利用工具端面与软上板(如铝板)间的磨擦热，使上板温度上升、屈服强度急剧降低而发生软化，同时在工具的下压过程中，将高温、塑化材料的嵌入硬板上预先钻好的孔4内(与此同时硬第二母材2也被加热至较高温度)，从而在“热-力”联合作用下实现上/下板间的固相接合。由此带来以下显著改进：(1)避免了针与较硬第二母材2的直接接触及由此导致的对针的严重磨损，显著延长了工具的使用寿命；(2)消除了较深的匙孔，使接头外观平整美观；(3)拓宽了搅拌摩擦焊点焊可适用的材质范围。

发明内容

本发明的目的是要解决异种金属(如Al/steel、Al/stainless steel、Al/Cu、Ti/steel等)的传统搅拌摩擦点焊(系由日本川崎重工与马自达公司于2001年合作开发)中存在的两项技术问题：一是工具的剧烈磨损问题：当第二母材2之一为钢材时，钢材对搅拌工具的“针”部有剧烈磨损，严重影响搅拌工具使用寿命与正常焊接工序的顺利进行；二是接头外观平整度差的问题：因“针”拔出后残留的匙孔深、飞边大而平整度差。

为此，本发明通过系统地在搅拌工具设计、第二母材(2)预加工、垫板模具设计、工件组装、压入深度共五个方面采用如下新的技术方案来解决上述两个技术问题，在此基础上提出了一种工具免磨损、节能、美观的新型焊接方法——嵌入式搅拌摩擦点焊方法。其核心特征在于：在较硬的母材上预先钻孔；采用无针式柱状搅拌头；将较硬母材置于下板位置，并合理控制压入深度，使无针柱状搅拌头并不与较硬下板接触；所用垫板为带窝垫板或带槽垫板。这样，同时通过上述多种途径的相互配合，既避免了较硬母材对搅拌头的直接磨损，又确保实现了较软上板顺利嵌入较硬下板。

一种嵌入式搅拌摩擦点焊方法，首先，在较硬第二母材(2)上设置有孔(4)；搅拌工具使用无针式搅拌头(3)；然后，将第一母材(1)置于较硬的第二母材(2)上方，按搭接形式组装第一母材(1)与第二母材(2)；最后，启动无针式搅拌头(3)旋转并压下之，使无针式搅拌头(3)与第一母材(1)的表面接触；控制搅拌头(3)的压入深度小于第一母材(1)的厚度，以免较硬第二母材(2)对搅拌头(3)的剧烈磨损；无针式搅拌头(3)将第一母材(1)嵌入第二母材(2)的孔(4)内，完成嵌入式搅拌摩擦点焊。

所述第二母材2的硬度大于第一母材1。所述第一母材1是铝板或镁板。

所述第二母材2的孔4是带螺纹的等直径圆孔、无螺纹的锥形孔或无螺纹的上下直径不等的台阶式通孔。所述第二母材(2)的孔(4)深度等于(2为薄板时)或小于第二母材2的厚度(2为厚板时)。

当第二较硬母材(2)上的孔(4)为等直径无螺纹光滑通孔时，所用垫板(5)为开有平底或斜底状浅窝(6)的带窝垫板或带槽垫板。浅窝的直径略大于孔径，以使被挤入浅窝内的塑化材料能翻卷到孔(4)下部的四周，从而防止两板沿孔(4)的轴向方向脱开。

具体技术方案是：

在“搅拌工具设计”方面：为免除硬第二母材(2)对针的磨损，取消搅拌工具端部较细的针部，采用“无针”柱状工具。为使飞边的表层平整光滑，可采用在端部的边缘设有浅台阶的搅拌头工具。

在“第二母材2预加工”方面：在“无针”情况下，欲实现上/下板材间的焊合，要求预先在较硬的第二母材(2)(如钢板)上钻孔(4)，为软的上板嵌入硬的下板创造有利条件。这是嵌入式搅拌摩擦点焊的核心思路。孔(4)可加工为以下多种形状：带螺纹的等直径圆孔；无螺纹的等直径光滑通孔；不等直径的光滑孔，包括无螺纹的锥形孔与无螺纹的台阶式通孔，其中台阶式孔可从较硬第二母材(2)的两面分别钻出直径不等的两个同轴孔。其中，带螺纹的等直径圆孔尤为适合于较硬第二母材(2)较厚的场合(孔深小于板厚)，也适合于较硬第二母材(2)较薄的场合(孔深等于板厚，即通孔)；其余则适于较硬第二母材(2)较薄的场合。这种“带螺纹的等直径圆孔(4)”或“台阶形无螺纹孔(4)”的结构设计都能使接头既可承受剪切载荷，又可承受撕裂载荷(防止了接头沿孔4轴方向自行脱开)。

在“垫板设计”方面，当第二较硬母材(2)上的孔(4)为等直径无螺纹光滑通孔时，所用垫板(5)为开有平底或斜底状浅窝(6)的带窝垫板或带槽垫板，要求垫板上预加工的浅窝6的直径略大于通孔4的直径。这种方法可提高生产效率(省掉了孔内攻丝工序)，尤为适于较硬第二母材2较薄而难以加工螺纹的情况。这种情况下，依靠穿过较硬第二板2并嵌入垫板上预加工的浅窝内的塑化材料向孔4下部四周的塑性流动而形成的塑化环实现连接。

在“工件组装方面”：在进行搭接组装时，将软而薄的材料放置于搅拌工具所在一侧；将较的硬第二母材2放置于远离搅拌工具一侧。其目的在于避免搅拌工具与较硬母材直接接触，从而减轻工具磨损。

在“压入深度”方面：在搅拌头压入较软第一母材1时，限制搅拌头的压入深度约在0.25mm-1mm之间(视板厚而定)，并全在较软第一母材1之内，无须穿透焊接界面。这样，避免了摩擦工具端部与钢材的直接接触，从而避免了钢材对搅拌工具的剧烈磨损。

基于上述分析与技术方案，本发明确立了嵌入式搅拌摩擦点焊方法。其工序为：

首先，在较硬的第二母材2上预先钻孔4，并在孔4内攻丝；或者从较硬第二母材2的两面分别钻出直径不等的两个同轴孔4；当较硬的第二母材2较薄而难以攻丝时，须采用带有浅窝模具的垫板。然后，按搭接形式组装，要求将较软的第一母材1置于较硬的第二母材2上方，且较硬第二母材2的小直径孔4在上侧；启动无针式搅拌头3旋转并使之与较软第一母材1(如Al、Mg类板材)表面接触；限制搅拌头的压入深度约在0.25mm-1mm之内，且无须穿透焊接界面；摩擦数秒后将较软上板1嵌入较硬下板的孔4内，或经孔4嵌入垫板上的浅窝型模具内；即方便地完成异种金属的焊接。当然，该技术也可用于同种金属的点焊。

嵌入式搅拌摩擦点焊与传统搅拌摩擦点焊技术相比具有如下优点：当用于软/硬异种材料间的点焊时，既能避免工具磨损，又能消除匙孔而改善接头外观平整度；当用于软/软同种材料间的点焊时，可改善接头外观平整度。其中，尤为适于铝(镁)与高熔点、较硬的异种金属材料(如碳钢、不锈钢、铜、钛等)的搭接连接。嵌入式搅拌摩擦点焊的结合原理可简述如下：利用摩擦热使位于上板的软第一母材1(如铝材)温度上升、屈服强度降低而发生软化，同时在工具的下压过程中，将高温、塑化裁料的旋挤入硬板上预先钻好的孔4内(与此同时硬第二母材2也被加热至较高温度)，进而在热——力联合作用下实现上/下板间的固相接合。综合其优点可知，嵌入式搅拌摩擦点焊是一种免磨损、适用材质范围广、节能、美观的金属固相焊接新方法。

附图说明

图1本发明嵌入式搅拌摩擦点焊施焊方法示意图；

图1(a)：适于薄硬板2的方法：用带螺纹通孔4；

图1(b)：适于厚硬板2的方法：用带螺纹非穿透孔4；

图1(c)：薄或厚硬板2均可用的方法：用无螺纹、不等直径台阶式通孔4；

图1(d)：适于薄硬板2的方法：用无螺纹通孔4+有平底浅窝6的垫板5；

图1(e)：适于薄硬板2的方法：用无螺纹通孔4+有斜底浅窝6的垫板5；

图1(f)：适于薄硬板2的方法：用无螺纹通孔4+有突出型斜底浅窝6的垫板5；

图2本发明普通嵌入式搅拌摩擦点焊(下板孔内攻丝型)接头正反两面外观(从左至右孔径依次为：M2，M3，M4，M5)；

图3本发明拉剪测试后接头断口宏观形貌(a，b：对应孔径均为M2；c、d：对应孔径均为M3；e、f：对应孔径均为M4；g、h：对应孔径均为M5)；

图4a本发明采用较小孔径(M2)所得接头在拉剪测试中的位移-载荷曲线；

图4b本发明采用较大孔径(M5)所得接头在拉剪测试中的位移-载荷曲线；

图5本发明嵌入式搅拌摩擦点焊接头宏观与微观组织；

图6本发明嵌入式搅拌摩擦点焊(无螺纹通孔+带有浅窝型模具垫板)接头正反两面外观；

具体实施方式

本发明公开了一种嵌入式搅拌摩擦点焊方法，尤为适于铝(镁)与高熔点、较硬的异种金属材料(如碳钢、不锈钢、铜、钛等)的搭接连接。下举一例(以较为经济的铝板与钢板为例)说明如何具体实施嵌入式搅拌摩擦点焊，并介绍所焊接头性能的测试结果，以证明本发明的实用性。

一种嵌入式搅拌摩擦点焊方法，首先，在第二母材2上设置有孔4；然后，将第一母材1置于较硬的第二母材2上方，按搭接形式组装第一母材1与第二母材2；最后，使无针式搅拌头3旋转并使无针式搅拌头3与第一母材1的表面接触；保持搅拌头的压入深度在0.25mm-1mm之内，搅拌头的压入深度小于第一母材1的厚度，以避免无针式搅拌头3与较硬的第二母材2相接触；无针式搅拌头3将第一母材1嵌入第二母材2的孔4内，完成嵌入式搅拌摩擦点焊。

所述第二母材2的孔4是带螺纹的等直径圆孔、无螺纹的锥形孔或无螺纹的上下直径不等的台阶式通孔。所述第二母材2的孔4深度大于(薄板)或小于(厚板)第二母材2的厚度。

当第二较硬母材(2)较薄而难以加工螺纹时，第二较硬母材(2)上的孔(4)加工为等直径无螺纹光滑通孔。此时，所用垫板(5)为开有平底或斜底状浅窝模具(6)的带窝垫板或带槽垫板，并要求垫板上预加工的浅窝6的直径略大于通孔4的直径。

选用厚度均为2mm的市售纯铝板与低碳钢板(实测厚1.84mm)分别用作第一母材1和第二母材2。焊前预先在钢板上钻孔4，孔径取2、3、4、5mm；然后在钢板上所钻孔4内攻丝。由于接头不仅要实现水平方向承载，还要实现垂直方向承载，所以采用螺纹孔4或台阶状孔4。表1为钢板上预加工孔径其孔4内螺纹参数。

表1钢板上预加工孔径其孔4内螺纹参数

孔径	M2	M3	M4	M5
孔径	M2	M3	M4	M5	螺距	0.4	0.5	0.7	0.8
孔中完整螺纹数	4	3	2	2	螺距	0.4	0.5	0.7	0.8

采用搭接方式组装，并将屈服强度低的铝板置于上侧，将屈服强度高的钢板置于下侧。采用专用焊机、普通铣床或钻床施焊。

搅拌头设计制作：采用无针柱状搅拌头，端部直径为15mm。

所用焊接规范：转速1500rpm，压入速度23.5mm/min，压入深度0.5mm，停留时间5s，由计算可知压入时间1.28s。焊后采用拉剪测试评价接头性能。

施焊结果：

图2(a)、(b)分别为接头正反两面的外观(从左至右孔径依次为：M2，M3，M4，M5)。从图2(a)可知，接头正面虽然有少量飞边存在，但无传统搅拌摩擦点焊接头中存在的深匙孔，正面平整度大为改善。从图2(b)可知，接头反面原钢板上的孔4也能被很好填充，反面光滑平整，无任何毛刺。

图3为拉剪测试后接头断口宏观形貌(a、b：对应孔径均为M2；c、d：对应孔径均为M3；e、f：对应孔径均为M4；g、h：对应孔径均为M5)。断口观察表明，接头具体断裂方式与孔径有关：当孔径较小时(2mm)，呈现嵌入金属在较小应变下被剪断的断裂方式(参见图3a、b)；当孔径居中时(3mm、4mm)，呈现先期以剪切塑变为主，后期以拉伸断裂为主的断裂方式(参见图3c、d、e、f)；当孔径较大时(5mm)，主要呈现拔出与拉伸断裂为主的断裂方式(参见图3g、h)，但同时伴有较大的应变。由图3可知，所有接头均断裂于被嵌入的第一母材1(Al)内部(或被剪断；或被拉断)，但均避免了沿原始Al/steel焊接界面自行脱开、直接拔出或断裂的不利形式。该断口形貌观察结果是证明本发明所提出的“嵌入式搅拌摩擦点焊”方法可行性的有力证据之一。

图4(a)、(b)分别为小孔4采用较小孔径(M2)与较大孔径(M5)两种极端情况下所得接头在拉剪测试中的位移-载荷曲线。两种情况下的最大断裂载荷分别为1.8KN(参见图4a)与1.6KN(参见图4b)；绝非0KN。结合断口形貌观察可知，这是嵌入式搅拌摩擦点焊所特有的两种典型的位移-载荷曲线：图4a中拉剪载荷在最大值处突然减小至零表明承载的塑化材料在经历了前期塑变后突然断裂，表明在较小的应变下被剪断，但仍显示了很高的断裂载荷；图4b中拉剪载荷曲线出现较长的拖尾表明被挤入的塑化材料在拉剪测试末期经历了明显的拉伸过程。可见，位移-载荷曲线与从断口形貌所观察到的断裂方式有很好的对应性。而且，位移-载荷曲线也反映了尽管接头在拉剪测试末期的断裂方式不同，但初期都能很好地承受较高的拉剪载荷。表2为在拉剪测试中，利用各螺纹孔4(M2-M5)所得接头的断裂载荷。断裂载荷平均值约在1.3-1.6KN范围之内。由“位移-载荷”曲线所测得的较高的断裂载荷(1.3-1.6KN)是证明本发明所提出的“嵌入式搅拌摩擦点焊”方法可行性的有力证据之二。

图5a、b、c分别为上板Al材的原始压延组织、嵌入式搅拌摩擦点焊接头的宏观与微观组织。可见，嵌入部分原子被活化，发生了再结晶(对比图5a与图5c)，而且与下板钢材结合紧密(见图5b)。可见，嵌入式搅拌摩擦点焊接头是在“热-力”联合作用下形成的牢固而无松动的固相接头。

表2螺纹孔4拉剪试验数据

图6为采用无螺纹通孔+带有浅窝型模具垫板方法、在不同规范下(从左到右的压入深度与摩擦时间规范依次为：0.5mm×3s；0.5mm×3s；0.7mm×3s；1.0mm×8s；1.0mm×20s)所得嵌入式搅拌摩擦点焊接头正反两面的外观。可见，当规范合适时(见图6右侧接头)，被嵌入的金属塑性流动可以在浅窝模具的约束下而流向孔底部的四周，从而为获得可承受水平载荷与垂直载荷的牢固接头创造了条件。

最后，应指出的是，嵌入式摩擦点焊方法能够获得牢固而不可拆卸的接头。与现有相关焊接方法相比，其优点可小结如下：

(1)与传统搅拌摩擦点焊相比：免除了屈服强度高的钢材对工具的磨损；外观平整，无匙空。

(2)与传统螺钉连接相比：(A)接头牢固而不会松动。这是由于嵌入式摩擦点焊是在热-力联合作用下形成的接头。在嵌入式搅拌摩擦点焊过程中，加热温度可达约400-500℃高温，一方面材料被软化，加之挤压等力学因素的作用有利于界面间的紧密接触；同时，铝原子可以得到充分活化，有利于发生某种程度的冶金作用。(B)无需螺钉与螺母。

(3)与传统热铆技术相比：节能优势明显(以低功率的摩擦热为热源)、节材(无需铆钉)、易操作、操作环境好、接头牢固、刚性大、不会出现松动情况。

Claims

1、一种嵌入式搅拌摩擦点焊方法，其特征在于：首先，在第二母材(2)上设置有孔(4)；然后，将第一母材(1)置于较硬的第二母材(2)上方，按搭接形式组装第一母材(1)与第二母材(2)；最后，使无针式搅拌头(3)旋转并使无针式搅拌头(3)与第一母材(1)的表面接触；保持搅拌头的压入深度在0.25mm-1mm之内，搅拌头的压入深度小于第一母材(1)的厚度；无针式搅拌头(3)将第一母材(1)旋挤入第二母材(2)的孔(4)内，完成嵌入式搅拌摩擦点焊。

2、根据权利要求1所述一种嵌入式搅拌摩擦点焊方法，其特征在于：所述无针柱状搅拌头端部的边缘形状为：直角、倒角、浅台阶或平滑过渡的弧型。

3、根据权利要求1所述一种嵌入式搅拌摩擦点焊方法，其特征在于：所述第二母材(2)的硬度大于第一母材(1)。

4、根据权利要求1所述一种嵌入式搅拌摩擦点焊方法，其特征在于：所述第一母材(1)是铝板或镁板或铜板或钛板。

5、根据权利要求1所述一种嵌入式搅拌摩擦点焊方法，其特征在于：所述第二母材(2)的孔(4)是带螺纹的等直径圆孔、无螺纹的锥形孔或无螺纹的上下直径不等的台阶式通孔。

6、根据权利要求1所述一种嵌入式搅拌摩擦点焊方法，其特征在于：所述第二母材(2)的孔(4)深度等于或小于第二母材(2)的厚度。

7、根据权利要求1所述一种嵌入式搅拌摩擦点焊方法，其特征在于：当第二较硬母材(2)上的孔(4)为等直径无螺纹光滑通孔时，所用垫板(5)为开有平底或斜底状浅窝型模具(6)的带窝垫板或带槽垫板。所述浅窝(6)的直径或浅槽的宽度略大于孔(4)的直径。