焊接過程無煙塵，無弧光，無需耗材，還低能耗？這就是攪拌摩擦焊（Friction stir welding）。攪拌摩擦焊最早由英國焊接研究所(TWI)于1990提出，是一種有別于傳統(tǒng)焊接，在焊接過程中無煙塵、無弧光，不需要保護氣體和焊絲的焊接技術(shù)。由于獨特的工藝和在效率、成本、環(huán)保等方面顯示出的優(yōu)越性，攪拌摩擦焊已被大規(guī)模地應(yīng)用于航空、船舶、列車、IT等工業(yè)制造行業(yè)中。
攪拌摩擦焊是一種在機械力和摩擦熱作用下的固相連接方法。如圖一所示，攪拌針在旋轉(zhuǎn)的同時伸入工件的接縫中，旋轉(zhuǎn)攪拌頭（主要是軸肩）與工件之間的摩擦熱，使焊頭前面的材料發(fā)生強烈塑性變形，然后隨著焊頭的移動，高度塑性變形的材料逐漸沉積在攪拌頭的背后，從而形成焊縫。
圖一：攪拌摩擦焊原理示意圖
工業(yè)機器人與焊接主軸裝備集成的攪拌摩擦焊系統(tǒng)，可提升焊接作業(yè)的柔性，適用于空間復(fù)雜結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的批量化焊接制造，提高焊接自動化程度和生產(chǎn)效率。另外據(jù)統(tǒng)計，機器人攪拌摩擦焊單件焊接成本比機器人氬弧焊低20%；較多軸攪拌摩擦焊設(shè)備相比攪拌摩擦焊的焊接成本只有前者的一半。
就讓我們先來看一段fanuc M-900iA重載機器人攪拌摩擦焊的案例。
視頻：FANUC M-900iA攪拌摩擦焊
該系統(tǒng)由FANUC M-900iA機器人搭載加拿大公司CRIQ開發(fā)的焊接主軸裝備組成，F(xiàn)ANUC M-900iA的高精度和重載能力可以穩(wěn)定地向攪拌頭施加的使攪拌針插入工件和保持攪拌頭軸肩與工件表面接觸的軸向壓力并保持精準(zhǔn)的運動軌跡，從而保證焊接質(zhì)量。
機器人攪拌摩擦焊還適用于復(fù)雜曲面和軌跡的焊接。另一個案例是FANUC 最新的重載機器人M-900iB配合FANUC在美國的系統(tǒng)集成商PaB開發(fā)的I-STIR主軸焊接包，該款焊接主軸可對X, Y軸上的力值進行測量從而對焊接過程進行監(jiān)控，同時高精度的Z軸負載控制可保證高速焊接時的完美焊接。
視頻：FANUC M-900iB攪拌摩擦焊
此外，通過FANUC Roboguide離線編程技術(shù)，機器人可以在仿真環(huán)境下實現(xiàn)復(fù)雜工件的焊接過程模擬及軌跡編程，從而大幅提高現(xiàn)場編程調(diào)試的效率及焊接軌跡編程的準(zhǔn)確性。
