CN1593834A - 带变速探头的搅拌摩擦焊装置及方法 - Google Patents
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Abstract
提供了一种在工件中形成搅拌摩擦焊缝的装置和方法。该装置包括具有轴肩及从其中延伸的可旋转探头的搅拌摩擦焊工具。在搅拌摩擦焊操作中，可以调整探头的旋转速度，例如周期地和/或根据预定进度进行调整，从而该探头混合工件的塑化材料。工件也可以在搅拌摩擦焊之前被预热。
Description
技术领域
本发明涉及摩擦焊，尤其涉及带有转速可变的探头的搅拌摩擦焊装置及方法。
背景技术
搅拌摩擦焊是一种加工方法，其中旋转工具(如探头(pin)或探针)被推入和/或通过工件，例如，在固态下接合工件的多个部件或修复工件中的裂缝。一般地，探头从轴肩伸出，其可以为平面的、凹的或其他形状，且轴肩被推动以抵靠工件从而将探头推入其中。然后，探头被推动通过工件以形成连续的焊缝。例如，在一常规的搅拌摩擦焊加工方法中，旋转工具的探头通过搅拌摩擦焊机插入到工件中或两工件之间，以产生所需的阻力从而产生足够的摩擦热量以形成塑化材料区域。所述工具可以相对于工件倾斜约3°，这样轴肩的后缘被推入并固化塑化材料。基于塑化材料的固化，工件的构件沿焊缝被结合到一起。为了产生所需的摩擦热量，搅拌摩擦焊工具所施力的大小必须保持在一预定最小值以上。搅拌摩擦焊在Thomas等人的美国专利No.5,460,317中有进一步描述，其内容被结合于此作为参考。
一些搅拌摩擦焊探头具有螺旋状螺纹，可以是右旋螺纹、左旋螺纹或它们的结合。通常，螺纹增强在焊缝区域中的塑化材料的混合。另外，在焊缝(weld joint)之后通常设置支撑装置，例如与轴肩相对设置的砧板或其他支撑装置，以防止由搅拌摩擦焊工具所施加的力引起工件的变形并保持尺寸公差。在焊接过程中，轴肩和支撑装置通常被推到一起以防止被焊接工具产生的摩擦热塑化的材料流出焊缝。轴肩和支撑装置的向内夹紧也使焊缝固化以使孔隙率降到最低并能提供具有所需表面光洁度的焊缝。
用于移动搅拌摩擦焊工具通过工件的焊接机必须经常施加巨大的力到焊接工具上，以使焊接工具以特定速度移动通过工件。该力部分取决于工件的厚度、工件的材料、工具探头的长度和直径、工具的旋转速度、工具通过工件的速度等等。获得特定焊缝所需要的力可以限定机器操作的速度，并因此限定形成焊接的速度。另外，机器和工具通常需要定期的维护和/或更换，尤其当作用在机器和工具上的力非常大时。
这样，普通的搅拌摩擦焊装置显示为形成这样的焊缝，其中工件的材料被塑化和混合，并且在焊缝中产生的粒状结构被细化。然而，仍然存在对改进的搅拌摩擦焊工具的需要，以形成其中的材料被优化混合和细化的焊缝。该工具应当允许使用多种焊接机和工具对多种工件，包括厚工件进行搅拌摩擦焊。该工具应当能够有效地塑化和混合材料。优选地，该工具还应当与减小焊接过程中施加到工具及机器上的力的特征和方法相匹配。
发明内容
本发明提供了一种在工件中形成搅拌摩擦焊焊缝的装置和方法。该装置包括搅拌摩擦焊探头，该探头旋转并相对工件被推动。另外，搅拌摩擦焊探头的旋转速度可周期地和/或根据预定进度被调整。
根据本发明的一实施例，该方法包括：在第一和第二预定速度之间周期地和/或根据预定进度调整探头的旋转速度，该第一速度小于探头平均旋转速度的99％，而第二速度大于探头平均旋转速度的101％。另外，在操作过程中可周期性地使探头的旋转方向反向。探头的旋转速度以约0.1Hz到100Hz之间的频率被调整，该周期性调整可为正弦。例如，可通过改变供给使探头旋转的致动器的电流来调整探头的旋转速度。另外，工件可在搅拌摩擦焊之前被加热，例如，通过感应加热器加热。
工件可由多种材料制成，如铝、铝合金、钛、钛合金、钢或铁镍合金。
本发明还提供搅拌摩擦焊装置，其包括：用于相对工件被推动以对工件进行搅拌摩擦焊的可旋转探头，用于转动所述探头的致动器，和用于调整所述致动器并因此根据预定进度调整探头旋转速度的控制器。该控制器可用于周期性地调整致动器并由此在第一和第二预定速度之间调整探头的旋转速度，例如通过调整供给致动器的电流来调整。该装置还包括用于加热工件的加热器，如感应加热器。
附图说明
本发明的上述和其他优点和特征及实现这些优点和特征的方式，在考虑了下面本发明的结合附图的详细描述后，将变得非常明显，所述附图显示优选地和示例性的实施例，但是它们无须按比例绘出，其中：
图1为显示根据本发明的一实施例的用于搅拌摩擦焊两工件的搅拌摩擦焊工具的立体图；
图2为显示根据本发明的一实施例在搅拌摩擦焊过程中探头的旋转速度变化的曲线图；
图3为显示根据本发明的另一实施例在搅拌摩擦焊过程中探头的旋转速度变化的曲线图，其中探头周期性地反转；
图4为显示根据本发明另一实施例的搅拌摩擦焊工具的正视图，该工具具有带两个独立可旋转部分的探头；
图5为显示根据本发明还一实施例的搅拌摩擦焊工具的正视图，该工具具有带两个不同直径部分的探头；以及
图6为显示根据本发明再一实施例的搅拌摩擦焊工具的正视图，该工具具有带三个部分的探头。
具体实施方式
以下参考附图，更加详细地描述本发明，图中显示本发明的一些但并非所有实施例。事实上，本发明可以以多种不同形式实施而不应当理解为限定于在此描述的实施例；而是，提供这些实施例以便本公开能彻底、完整而且全面地将本发明的范围传达给本领域普通技术人员。在文中，相同的符号表示相同的构件。
现参照附图，且具体参照图1，显示了根据本发明一实施例的对工件60进行搅拌摩擦焊的装置10。搅拌摩擦焊装置10包括搅拌摩擦焊工具20，和至少一个用于使工具20旋转并使工具20移动通过工件60以形成摩擦焊缝80的致动器30。举例而言，搅拌摩擦焊工具20可被装设到卡盘、心轴或其他接合到致动器30的构件32上。致动器30可以是各种类型致动装置中的任意一种，包括电动、液压或气动装置，其中的任何一种可以包括机械连接。例如，致动器30可以是机器的一部分，如铣床或钻床，其用于使搅拌摩擦焊工具20旋转和移动。致动器30为手动操作，但是优选通过计算机、微型处理器、微型控制器或其他控制器50来操作，它们可以按照进度被编程来进行操作，该进度例如为储存于计算机软件程序中或由计算机软件程序创建的进度。
术语“工件”并非是限制性的，应当理解为工件60能包括一个或多个结构件62、64，它们可被构造成不同的形式。例如，如图1所示，两个结构件62、64的边66、68能以邻接接触的形式被定位以在它们之间形成交界面70，该交界面70可被焊接以形成焊缝80，例如，如图1所示的邻接焊缝。或者，利用本发明的装置10同样可形成其他类型的焊缝80。例如，搭接焊缝可这样形成，即通过重叠结构件62、64的接合面并穿过接合面的交界面进行焊接，从而形成的搭接焊缝沿交界面延伸。结构件62、64也可以被设置成并焊接成其他结构，而且任意数目的结构件62、64可通过焊缝80而接合。在另一实施例中，工件60可包括单一结构件，搅拌摩擦焊装置10可被用于在该构件中形成焊缝，例如，修复其中的裂缝、孔或其他缺陷或影响结构件的材料特性。
结构件62、64可由多种材料形成，这些材料包括但不限于：铝、铝合金、钛、钛合金、钢等。非金属材料也可以用搅拌摩擦焊装置10来焊接，例如，如聚合物等材料。另外，工件60可包括相似或不同材料的构件，例如结构件62、64由不同的金属构成，包括利用常规熔焊技术不可焊接或不能经济连接的金属。当利用常规熔焊技术接合不可焊接的材料时，产生相对弱的焊缝，其在焊缝固化时易于裂开。这些材料包括铝和一些铝合金，尤其是AA系列的2000和7000合金。使用搅拌摩擦焊允许由不可焊接材料形成的工件被牢靠地接合。搅拌摩擦焊也可以用于将可焊接材料牢靠地接合到其他可焊接或不可焊接材料上。这样，形成工件60的材料可从更宽范围的多种轻质、高强度金属和合金中选择，从而有助于降低工件60及由其形成的结构组件的总重量。
根据本发明形成的工件60可被用于许多场合，包括例如用于诸如航空器和航天器的航空航天结构、用于船舶、机动车等以及用于运输工业以外的其他场合的框架、面板、表层、翼面等。本发明的搅拌摩擦焊装置10能用于搅拌摩擦焊大型工件和具有曲线几何形状的工件。在一些应用场合中，结构件62、64以难以或不能接近工件60相对侧的几何结构被接合在一起。举例而言，结构件62、64可被接合形成局部或全部被封闭的体，如管或飞机机翼。
如图1所示，搅拌摩擦焊工具20包括轴肩22和在其间延伸的探头24。探头24和轴肩22优选由具有高强度和抗热性的材料制成。仅为举例而非限制目的，探头24和/或轴肩22可由工具钢、钼合金(如TZM)、镍合金(如Rene 41(UNS N07041))和铁镍合金制成。轴肩22被构造成相对工件60被推动，从而使探头24插入工件60中，例如进入如图1所示的交界面70中。在本发明的其他实施例中，工具20可包括第一和第二轴肩，它们被构造成相对的结构，且探头在所述轴肩之间延伸，这样所述轴肩可相对工件60设置并摩擦接合到位于其间的工件60的相对表面上。在任一情况下，装置10的每一轴肩22可限定大体为平面的、锥形的、凹的、凸的或其他形状的表面，从而例如接合工件60并防止发生“沟槽现象(plowing)”，其中当工具20沿工件60移动时，工件60的塑化材料向轴肩22的周边外侧径向被推挤。另外，每一轴肩22可限定一个或多个摩擦特征，例如突出的部分或表面，比如构造成摩擦接合工件60的螺纹、突出部或肋。例如，螺纹可以设置于每一轴肩22上以接合工件60。在焊接过程中，探头24也可以限定接合工件60的搅拌部分。探头22的搅拌部分可为圆柱形或可定义为多种形状和轮廓，包括螺旋状螺纹、圆周槽、脊、锥形、台阶等。
致动器30被设成使工具20旋转，因此探头24的转速可变，转速可以通过控制器50来控制。例如，在本发明的一实施例中，致动器30可被设定成使探头24在任一旋转方向上以大约为0-3000转/分钟(RPM)之间的平均速度Savg旋转，但是在一些实施例中，探头24可以大于上述速度范围的速度旋转。另外，在整个焊接操作过程中，探头24的旋转速度可以改变。例如，如图2所示，在焊接操作的开始时间T0-T1内的初始阶段100，探头24的旋转速度是递增的。而后，探头24的旋转速度在最小速度Smin和最大速度Smax之间周期性地调整或调节。举例而言，探头24的旋转速度可在时间T2、T4和T6处降低到最小速度Smin，在时间T3、T5和T7处升高到最大速度Smax。
周期变化可为正弦形式，如图2所示，这样探头24的旋转速度可在最小速度Smin和最大速度Smax之间变化，并具有在它们之间的平均旋转速度Savg。变化频率由每秒变化周期数来定义，表示为赫兹(Hz)。在一个变化周期内，探头24的旋转速度从最小速度Smin增加到最大速度Smax，而后从最大速度Smax降低到最小速度Smin。探头24旋转速度的变化率可根据下列因素进行调整：工件60的厚度、材料或其他机械特性，探头24移动通过交界面70以形成焊缝的速度，探头24的大小和表面形状，工件60的温度，探头24的旋转速度和速度变化，所形成的焊缝80的大小和类型，希望的焊缝80的机械特性等。例如，焊接具有不同材料特性(如不同粒度)结构件62、64的多个工件60时，变化频率可以增大。另外，变化频率可部分地根据探头24上的特征的角距来确定，如沿探头24轴向延伸的平坦表面；或根据探头24限定的螺距来确定。根据本发明的一实施例，变化频率可在约0.1Hz到100Hz之间。
旋转速度的变化幅度也可以根据与确定变化率相同或不同的因素来调整。例如，对应于较宽或较窄的焊缝80，幅度可相应地增加或减小。幅度等于平均速度Savg与最小速度Smin或最大速度Smax之间的速度差。也就是说，幅度是最大速度Smax与最小速度Smin之间速度差的一半。根据本发明的一实施例，探头24以大约100到3000PRM之间的速度旋转，而幅度在探头24的平均旋转速度Savg的约1％到200％之间。这样，最小旋转速度Smin可以小于平均旋转速度Savg的99％，最大旋转速度Smax可以大于探头24的平均旋转速度Savg的101％。例如，如果探头24的平均旋转速度Savg在顺时针方向为100RPM，且旋转速度变化的幅度是平均旋转速度Savg的50％，则最小速度Smin约为50RPM(顺时针)，最大速度Smax约为150RPM(顺时针)。
另外，旋转速度的变化幅度可以大于探头24的平均旋转速度Savg，这样在操作过程中探头24的旋转方向改变。根据本发明的一实施例，平均旋转速度Savg小于100RPM而且具有在约100到1000RPM之间的幅度变化。这样，探头24可周期性地使旋转方向反向以在顺时针和逆时针方向上交替旋转，且平均速度为零或大于零。例如，如果探头24的平均旋转速度Savg在顺时针方向上约为100RPM，且旋转速度的幅度变化约为平均旋转速度Savg的150％，则最小速度Smin在逆时针方向上约为50RPM，最大速度Smax在顺时针方向上约为250RPM。或者，如图3所示，探头24可以不具有平均旋转速度Savg(即Savg＝ORPM)和大于零的幅度。这样，在操作过程中，如图3所示，探头24在时间T1、T2、T3、T4、T5方向反向以在顺时针和逆时针方向上连续旋转，在每一方向上分别获得等于最大和最小速度Smax、Smin的最大速度。
探头24旋转速度的降低通常可以减少探头24和工件60之间产生的摩擦热。这样，在操作过程中的至少某些时候探头24的旋转速度低于约100RPM的情况下，如在探头24的旋转方向周期性地反向的情况下，工具20的轴肩22可被构造成充分地摩擦接合工件60以塑化工件60或几乎塑化工件60，这样即使当探头24的旋转速度降低时，探头24也可移动通过工件60。例如，轴肩22的直径可以是探头24直径的五倍或更大，这样轴肩22在邻接探头24的相对较大区域上作用。
除了图2和图3所示的正弦变化，探头24的旋转速度可以根据其他变化方式或模式进行调整。例如，变化可以以锯齿形、斜坡形、矩形或三角台阶形等形状为特征。另外，在连续变化过程中，探头24的速度可降低和升高到不同的最小和最大速度。例如，旋转速度可降低和增加到预定或随机选择的速度。另外，在整个焊接过程中，变化频率可以是常数或变化值。例如，探头24的旋转速度在某些时段可以是常数，在其他时段可为变化的值。
探头24旋转速度的调整可以通过控制器50来控制，如根据控制器50的存储器中存储的进度或程序。在这一点上，控制器50可与提供电能到致动器30的电源连通，如电源42。另外，控制器50可以用作电流或电压调节装置，用来改变供给致动器30的电流，由此调整致动器30的速度和探头24的旋转速度。或者，控制器50可数字控制致动器30，如通过传送数字电子信号到致动器30来控制探头24的旋转动作。
另外，如图1所示，装置10可以包括在焊接操作中加热工件60材料的加热器，如感应加热器40。感应加热器40电连接到电源42上并设置成在工件60中导致电流，这样工件60被电阻加热到期望温度。或者，也可以使用其他类型的加热器，如激光器、电阻加热器、气体或其他火焰加热器等。在某些情况下，感应加热可用于在整个工件厚度上均匀地加热厚工件，而其他表面加热器，如激光器，可用于加热薄工件。不管用于装置10中的加热器40是何种类型，工件60也可在通过工具20搅拌摩擦焊之前、期间和/或之后，被加热到期望温度。
根据本发明的一实施例，感应加热器40可用于在搅拌摩擦焊之前将工件60预加热到期望温度。工件60的预加热可以降低为塑化工件60的材料及搅拌摩擦焊工件60所需的在探头24和工件60之间的摩擦。因此，在一些实施例中，预加热可以提高探头24移动通过工件60的速度和/或减小必须通过探头24施加的用于焊接工件60的力。根据工件60的厚度、材料或其他机械特性，探头24的旋转速度，探头24移动通过交界面70以形成焊缝80的速度，探头24的大小，工件60的初始温度，所形成焊缝80的类型，焊缝80所希望的机械特性等因素，来改变所需的预加热量。感应加热器40可被用于加热工件60到“预热温度”，其是低于工件60的塑化温度。例如，感应加热器40可将工件60加热至少50°F到一低于工件60塑化温度的温度值。
感应加热器40可设置成靠近搅拌摩擦焊工具20并用于一次仅加热工件60的一部分。另外，感应加热器40可被设置成在搅拌摩擦焊工具20的移动之前在一路径上沿着工件60移动。因此，感应加热器40可被设置成加热工件60的靠近探头24的部分，这样工件60远离搅拌摩擦焊焊缝80区域的部分仅被少许加热或根本不被加热。在一些实施例中，电感加热器40可连接到搅拌摩擦焊工具20或致动器30上或者与搅拌摩擦焊工具20保持一定的距离。这样，感应加热器40可与搅拌摩擦焊工具20同时且以相似的速度移动。或者，感应加热器40可与搅拌摩擦焊工具20分开控制，如由控制器50控制，这样加热器40独立于焊接工具20移动。因此，加热器40可以与工具20不同的速度移动，并可根据期望的加热程度靠近或远离工具20。另外，在焊接过程中工件60通过感应加热器40获得的热量可调整，如根据工件60在不同位置处的不同物理特性，探头24旋转速度的调整，探头24通过工件60的速度等因素。
尽管本发明没有限定于任何特定的操作原理，但可以确信，在焊接过程中探头24旋转速度的改变影响工件60的塑化材料的运动。尤其可以确信，探头24旋转速度的升高和降低通常引起工件60的塑化材料混合的增加。另外，可以确信，当仍允许工件60被塑化时，工件60通过加热器40的加热能减少探头24和工件60之间的摩擦。因此，即使探头24和塑化材料之间的摩擦力被降低，如由于工件60通过加热器40的加热，探头24旋转速度的变化也能提高塑化材料的混合。在本发明的其他实施例中，探头24的旋转速度可在不使用加热器40的情况下变化。
根据本发明的一实施例，搅拌摩擦焊焊缝80通过移动旋转的搅拌摩擦焊工具20与工件60接触而形成，从而探头24的搅拌部分和轴肩22摩擦地接合工件60。旋转的搅拌摩擦焊工具20可沿预定的路径移动通过工件60以形成细长的焊缝80。因此工件60的材料可通过探头24被混合，材料的粒度可被细化，从而改善在焊缝80处的材料的材料特性。
例如，焊接工具20可设置在工件60的边缘处，在方向12上旋转，并在方向14上被推动通过工件60，这样轴肩22接触工件60的表面，从而限制工件60的塑化材料的轴向运动。或者，如果焊缝80在从工件60的边缘向内的一点开始或结束，工具20可在焊缝80的起点被推入或“插入”到工件60中和/或在焊完工件60后从工件60中抽回。在任一情况下，轴肩22相对工件60的推力可由与轴肩22相对设置的砧板或其它支撑装置(未示出)对抗，或者由从轴肩22连接到探头24并与工件60相对设置的第二轴肩来对抗。因此，在搅拌摩擦焊过程中，工件60可“夹在”轴肩22和另一轴肩或靠近探头24的支撑装置的之间。有利地，轴肩22和第二轴肩或其他支撑装置可建立防止塑化材料从其中被挤出的密封。因此，可在位于焊缝80处的工件60的相对侧上形成平坦的或者所期望的形状。如果两个轴肩连接到探头24上，该两轴肩相对工件60在轴向上限制工具20，因此在焊接过程中，不需要或者仅需要很小的轴向力施加到工具20上。当工具20沿方向14被推动时，感应加热器40加热工件60并在工具20之前在一路径上沿方向16移动，这样工件60通过加热器40被预热而后通过工具20被塑化。另外，如上所述，工具20在方向12上的旋转速度周期调整，从而混合工件60的塑化材料。
根据本发明的另一实施例，探头24可以包括一个以上的部分，每一部分可独立旋转。例如，如图4所示工具的探头24包括第一和第二部分25a、25b。第二部分25b连接到轴28，该轴28延伸通过由第一部分25a限定的孔26，这样第一部分25a可接合到轴肩22和第一致动器30a上，而第二部分25b通过第二致动器30b接合。致动器30a、30b能以不同的周期变化或根据不同的预定进度旋转这两部分25a、25b。例如，致动器30a、30b能以相同或不同的平均速度、最小和最大速度、旋转方向、变化频率、变化大小、变化轮廓和特性、变化的时间和/或旋转的其他方面来旋转这两部分25a、25b。另外，第一部分25a可设置成基本上通过第一结构件62延伸，而第二部分25b可设置成基本上通过第二结构件64延伸。因此，第一和第二部分25a、25b可分别根据第一和第二结构件62、64的材料特性旋转，从而每一部分25a、25b有效地塑化并混合相应构件62、64的材料。
或者，这两部分25a、25b可为整体构件或者连接到一起，因此，这两部分25a、25b以相同的旋转速度和相同的变化一起旋转。例如，如图5所示，这两部分25a、25b可为从轴肩22延伸的单一构件。另外，该第一和第二部分25a、25b可根据结构件62、64的材料特性、所形成的焊缝80的类型等因素来选择或形成。例如，第一结构部分25a的直径可以大于第二部分25b的直径，这样探头24在第一结构件62中比在第二结构件64中摩擦接合的材料更多。由于这两部分25a、25b具有不同直径，因此在相同旋转速度下旋转该第一和第二部分25a、25b导致部分25a、25b的外表面具有不同的速度。尤其是，第一部分25a的外表面相对工件60比第二部分25b的外表面移动得快。另外，具有不同直径的这两部分25a、25b可被构造成以不同旋转速度旋转，例如，如与图4相关的描述。
在本发明的其他实施例中，探头24能限定三个或更多部分，每一部分可具有不同的直径和/或被构造成独立旋转。例如，图6显示了具有探头24的工具20，该探头24包括第一、第二和第三部分25a、25b、25c。正如所示，第一和第三部分25a、25c的直径大于第二部分25b的直径。因此，第一和第三部分25a、25c可用于摩擦接合工件60中更大区域内的材料和/或在工件60的相对表面上限定通道。每一部分25a、25b、25c可独立旋转，或连接到一个或多个其他部分25a、25b、25c上并一起旋转。
通过上述说明书和附图的描述，本领域普通技术人员可以想到本发明的许多改变和其他实施例。因此，应当理解，本发明并不限于所公开的特定实施例，且许多修改和其他实施例也包括在所附权利要求的范围中。尽管在此使用了特定的术语，但是它们仅被用作概括性和描述性意义，并没有限定的意思。
Claims (38)
1.一种搅拌摩擦焊接工件的方法，该方法包括下列步骤：
推动搅拌摩擦焊探头抵靠工件；
旋转搅拌摩擦焊探头；以及
周期性地调整搅拌摩擦焊探头的旋转速度并由此对工件进行搅拌摩擦焊；
其中，所述调整步骤包括在约0.1Hz到100Hz之间的频率周期性地调整探头的旋转速度。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述调整步骤包括在第一和第二预定速度之间周期性地调整探头的旋转速度。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述调整步骤包括在第一和第二预定速度之间周期性地调整探头的旋转速度，所述第一速度至少约为100RPM，所述第二速度大于第一速度。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述调整步骤包括在第一和第二预定速度之间周期性地调整探头的旋转速度，所述第一速度小于探头平均旋转速度的99％，和第二速度大于探头平均旋转速度的101％。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述调整步骤包括根据速度的正弦变化周期性地调整探头的旋转速度。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述调整步骤包括周期性地使探头的旋转方向反向。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述调整步骤包括给用于旋转探头的致动器提供变化的电流。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括在所述推动步骤之前将工件加热到预热温度。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述加热步骤包括使感应加热器通电。
10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述加热步骤包括将工件加热至少50°F到一低于工件塑化温度的温度值。
11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括提供所述工件，该工件至少包括下组中的一种：铝、铝合金、钛、钛合金和钢。
12.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述旋转步骤包括旋转具有第一和第二独立可旋转部分的搅拌摩擦焊探头。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述调整步骤包括周期性地调整搅拌摩擦焊探头每一部分的旋转速度，以使在所述调整步骤的至少一部分中第一和第二部分以不同的速度旋转。
14.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括提供所述探头，所述探头具有至少两部分，这些部分具有不同直径。
15.一种搅拌摩擦焊接工件的方法，该方法包括下列步骤：
推动搅拌摩擦焊探头抵靠工件；
旋转搅拌摩擦焊探头；以及
根据预定进度调整搅拌摩擦焊探头的旋转速度并由此对工件进行搅拌摩擦焊接；
其中，所述调整步骤包括在约0.1Hz到100Hz之间的频率调整探头的旋转速度。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述调整步骤包括在第一和第二预定速度之间调整探头的旋转速度，所述第一速度至少约为100RPM，所述第二速度大于第一速度。
17.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述调整步骤包括在第一和第二预定速度之间调整探头的旋转速度，所述第一速度小于探头平均旋转速度的99％，和第二速度大于探头平均旋转速度的101％。
18.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述调整步骤包括使探头的旋转方向反向。
19.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述调整步骤包括给用于旋转探头的致动器提供变化的电流。
20.如权利要求15所述的方法，其特征在于，还包括在所述推动步骤之前将工件加热到预热温度。
21.如权利要求20所述的方法，其特征在于，所述加热步骤包括使一感应加热器通电。
22.如权利要求20所述的方法，其特征在于，所述加热步骤包括将工件加热至少50°F到一低于工件塑化温度的温度值。
23.如权利要求15所述的方法，其特征在于，还包括提供所述工件，该工件至少包括下组中的一种：铝、铝合金、钛、钛合金和钢。
24.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述旋转步骤包括旋转具有第一和第二独立可旋转部分的搅拌摩擦焊探头。
25.如权利要求24所述的方法，其特征在于，所述调整步骤包括根据预定进度调整搅拌摩擦焊接探头每一部分的旋转速度，因此在所述调整步骤的至少一部分中第一和第二部分以不同的速度旋转。
26.如权利要求15所述的方法，其特征在于，还包括提供所述探头，所述探头具有至少两部分，这些部分具有不同直径。
27.一种搅拌摩擦焊装置，包括：
可旋转探头，其设置成被推动抵靠工件以对工件进行搅拌摩擦焊接；
致动器，用于使所述探头旋转；以及
控制器，用于调整所述致动器并因此根据一预定进度调整探头的旋转速度；
其中，所述控制器被设定成周期性地调整致动器并因此在约0.1Hz到100Hz之间的频率调整探头的旋转速度。
28.如权利要求27所述的焊接装置，其特征在于，所述控制器被设定成周期性地调整致动器并因此在第一和第二预定速度之间调整旋转速度。
29.如权利要求27所述的焊接装置，其特征在于，所述控制器被设定成周期性地调整致动器并因此在第一和第二预定速度之间调整旋转速度，所述第一速度至少约为100RPM，和所述第二速度大于所述第一速度。
30.如权利要求27所述的焊接装置，其特征在于，所述控制器被设定成周期性地调整致动器并因此在第一和第二预定速度之间调整所述探头的旋转速度，所述第一速度小于探头的平均旋转速度的99％，和第二速度大于探头平均旋转速度的101％。
31.如权利要求27所述的焊接装置，其特征在于，所述控制器被设定成周期性地调整致动器并因此正弦地调整探头的旋转速度。
32.如权利要求27所述的焊接装置，其特征在于，所述控制器被设定成周期性地使探头的旋转方向反向。
33.如权利要求27所述的焊接装置，其特征在于，所述控制器被设定成调整供给致动器的电流。
34.如权利要求27所述的焊接装置，其特征在于，还包括用于加热工件的加热器。
35.如权利要求34所述的焊接装置，其特征在于，所述加热器为感应加热器。
36.如权利要求27所述的焊接装置，其特征在于，所述探头包括第一和第二部分，这些部分可独立旋转。
37.如权利要求36所述的焊接装置，其特征在于，所述探头包括用于分别独立地转动探头的第一和第二部分的第一和第二致动器。
38.如权利要求27所述的焊接装置，其特征在于，所述探头具有至少两部分，该两部分具有不同直径。
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