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發現摩擦焊接的歷史：為何1924年的專利至今影響深遠？
摩擦焊接（Friction Welding, FW）是一種利用相對運動的工件之間的機械摩擦產生熱量的實體-state焊接和連接過程。這個過程通過施加一個稱為「擠壓力」（upset）的側向力，將材料塑性變形並熔合在一起。摩擦焊接技術廣泛應用於航空和汽車行業，並在金屬和熱塑性材料的焊接中扮演重要角色。
「摩擦焊接是一種像鍛造焊接的實體-state焊接技術，但其運作機制和應用範圍更為廣泛。」
摩擦焊接的歷史
摩擦焊接的早期應用和專利可以追溯到20世紀初，而旋轉摩擦焊接則是各種方法中最古老的一種。1924年，W. Richter在英國獲得了線性摩擦焊接（LFW）技術的專利，隨後H. Klopstock也在蘇聯獲得了相似的專利。儘管最初的描述相當模糊，但這些早期專利奠定了摩擦焊接技術的重要基礎。
1956年，一位名為A. I. Chudikov的技術員在蘇聯對旋轉摩擦焊接進行了科學研究，並首次將其作為商業過程引入。1960年，這項技術被引入美國，Caterpillar Tractor Company、Rockwell International和American Manufacturing Foundry等公司隨即開始開發相關機器。這些專利的發展不僅在歐洲和蘇聯廣泛運用，也為後來的技術進步鋪平了道路。
摩擦焊接的主流技術
摩擦焊接包含多種形式，以下是幾種主要的焊接方法：
旋轉摩擦焊接
在旋轉摩擦焊接（RFW）中，一個焊接元件相對於另一個元件旋轉並施加壓力。材料的加熱是由摩擦所產生的，最終形成不可分離的焊接接頭。
線性摩擦焊接
線性摩擦焊接（LFW）是將一個組件進行線性往復運動，與固定的組件接觸並施加壓力。
摩擦攪拌焊接
摩擦攪拌焊接（FSW）是一種實體-state的連接過程，這個過程使用一個非消耗工具來連接兩個面對的工件，而不會熔化材料。隨著工具沿著接頭線移動，工具與工件材料之間的摩擦產生的熱量會使得接觸區域的材料軟化，進而實現焊接。
摩擦表面處理
摩擦表面處理是一種源於摩擦焊接的過程，通過旋轉的涂層材料棒（稱為mechtrode）來應用涂層材料，形成一層塑化的接合層。
焊接質量要求
摩擦焊接的質量要求取決於其應用領域，例如在航空或飛行行業焊接的缺陷是不可接受的。焊接質量測試通常使用測量和數字化方法來保障，並希望獲得超細晶粒結構的合金或金屬。
「在摩擦焊接過程中獲得的微細組織結構對於焊接接頭的性能至關重要。」
技術的演變與未來展望
摩擦焊接技術的演變不僅表現在焊接方法的多樣性上，還體現在商業應用的日益增長。自1960年代以來，許多企業不斷創新，開發如低力摩擦焊接等新的混合技術，以減少焊接所需的力量，提高焊接效率和質量。
隨著科技的發展，摩擦焊接技術的應用不僅限於金屬材料，還逐漸擴展到熱塑性材料的焊接，為未來的製造業注入了新的活力。
這些歷史和技術的發展清楚顯示，摩擦焊接技術的影響力依然深遠，從1924年的專利開始，到現在的廣泛應用，它可能會在未來引領行業的不斷創新與變革。你認為摩擦焊接的未來發展，將如何影響現代製造業呢？
