技术领域
[0001] 本公开涉及一种
摩擦焊接工艺，并且特别地但不排它地涉及一种线性摩擦焊接工艺以及用于与该方法一起使用的焊接棒几何形状。技术背景
[0002] 线性摩擦焊接（LFW）是一种用于将金属或非金属材料的规则和不规则部分焊接到其自身或彼此接合的
固态焊接工艺。
[0003] 焊接通过一个部件相对另一部件以给定的
频率进行线性振荡并且同时这些部件由施加到界面的
锻造力压在一起而产生。
[0004] 在LFW工艺期间，通过由相对振荡运动和锻造力的组合产生的
摩擦力在
接触区域局部加热构件。随着接触区域的
温度升高，材料变得高度塑性，并且在振荡运动和锻造力的作用下从
焊接区域挤出火花（flash）。
[0005] 在LFW工艺期间持续施加锻造力致使构件在与振荡运动方向垂直的方向上更靠近在一起。只要该构件材料以塑性方式表现，该长度减小就会发生。
[0006] 当构件已经达到所需的长度减小（称为燃尽距离）时，振荡振幅降低到零，并且在焊接冷却时，通过锻造力将部件
热锻在一起达预定时间。
[0007] 在常规LFW工艺中，构件形成有平面型焊接接缝表面。该结构已经表明，即使在明显的燃尽（burn-off）之后，焊接接缝中仍保留有污染物，如图1所示。在图1的
现有技术结构中，焊接棒1,2具有焊接界面6。焊接界面的中心线示出为4。当焊接棒1,2在LFW工艺期间被迫使在一起时，材料从接缝作为火花3喷出。沿着材料长度的中心线4近似分开其中材料被喷出到接缝右侧和左侧的区域。
[0008] 位于中心线4处或靠近中心线4的任何污染物5可能不会从棒1和2之间的
焊缝喷出，并且因此不会被
挤压成火花3而是保留在焊接接缝中。这些保留的污染物可能危及焊接完整性。
[0009] 边缘分离是一种焊接特征，其特征在于LFW棒的边缘
变形，使得母体材料的大冷
块停止向塑性流动释放局部约束，并且允许材料优先地跨越焊缝被牵引。这可能通过在加热期间使所有焊接接缝暴露于在焊接界面处形成的大气污染物（例如通过在
钛合金中形成硬质α粒子）而使焊接完整性受损。
[0010] LFW棒边缘的变形会损害从焊缝挤压和喷出污染物的最佳条件。在极端情况下，变形的棒
角部可能脱离，从而进一步损害最佳材料流动条件。棒角部的这种变形和脱离可以对称地或不对称地发生。
[0011] 图2A至2C示出了典型的LFW工艺的示意性进展，其示出了当焊接棒1中的一个设置有成角度面几何形状10时棒角部的变形或脱离如何发生。在焊接界面处的该渐缩区域通过从该区域改变流动状态来从界面6排出污染物，该区域是使用平面型表面时所期望的。这可以通过产生增加量的火花3来防止在焊接界面6中包含污染物。然而，当成角度面棒1刺入相对的平坦面棒2（如图2B所示）时，来自焊接界面6的一些材料在焊接界面6的边缘12,14处变形。
[0012] 随着LFW工艺的进行，这种变形材料12,14从焊接棒2脱离并被喷出成火花16,18。
[0013] 在焊接两种不同合金材料的
工件时可能会加剧导致棒角部变形和脱离的条件。
发明内容
[0014] 根据本公开的第一方面，提供了一种用于与摩擦焊接工艺一起使用的工件，所述工件包括焊接表面，其中所述焊接表面包括沿着所述焊接表面延伸的中间脊表面，所述中间脊表面在任一侧上分别由第一锥形表面和第二锥形表面形成侧翼（flank），所述第一锥形表面与所述中间脊表面对应第一锥形角，并且所述第二锥形表面与所述中间脊表面对应第二锥形角，所述第一锥形表面进一步由第三锥形表面形成侧翼，并且所述第二锥形表面进一步由第四锥形表面形成侧翼，所述第三锥形表面与所述中间脊表面对应第三锥形角，并且所述第四锥形表面与所述中间脊表面对应第四锥形角，并且所述第三锥形角和所述第四锥形角中的每个锥形角均小于90°。
[0015] 通过向焊接表面提供第一和第二锥形表面以及第三和第四锥形表面的组合，工件可以经受LFW工艺，并且所得到的焊接接缝在接缝的中间区域处没有捕获污染物，并且焊接接缝也不会在接缝的边缘遭受变形和脱离。
[0016] 焊接棒的双锥形几何形状通过向焊接界面的边缘提供额外的横向
支撑来防止材料变形和脱离的产生。这种额外的支撑防止从焊接界面喷出的材料变形并从焊接棒脱离。
[0017] 可选地，第一锥形角等于第二锥形角。
[0018] 使第一锥形角等于第二锥形角，为工件最靠近接触区域的部分提供了对称的截面几何形状。这确保焊接材料在焊接工艺期间对称地从接触区域喷出。
[0019] 可选地，第三锥形角等于第四锥形角。
[0020] 使第三锥形角等于第四锥形角，为工件的距接触区最远的部分提供对称的截面几何形状。这确保焊接材料从接触区域对称地喷出并且焊接接缝在接缝的边缘处不会遭受变形和脱离。
[0021] 可选地，中间脊表面具有在约1mm至5mm之间的横向宽度。
[0022] 保持中心脊的横向宽度小于5mm更有效地提供了表面污染物从焊接区域的喷出。然而，在本公开的替代性结构中，中间脊表面可以具有高达约9mm的横向宽度。
[0023] 可选地，第一锥形角和第二锥形角中的每个锥形角在约6°至12°之间。
[0024] 将第一锥形角和第二锥形角保持在约6°至12°的范围内，提供确保从焊接区域消除表面污染物与最小化在焊接工艺期间必须从接缝喷出为火花的材料的体积之间的平衡。
[0025] 可选地，第一锥形角和第二锥形角中的每个锥形角在约6°至30°之间。
[0026] 将第一锥形角和第二锥形角保持在约6°至30°的范围内，提供确保从焊接区域消除表面污染物与最小化在焊接工艺期间必须从接缝喷出为火花的材料的体积之间的平衡。
[0027] 可选地，第三锥形角和第四锥形角中的每个锥形角在约30°至65°之间。
[0028] 将第三锥形角和第四锥形角选择在约30°至65°之间，确保在棒角部处有足够的机械支撑，以避免形成变形和脱离条件。
[0029] 可选地，第三锥形角和第四锥形角中的每个锥形角在约30°至90°之间。
[0030] 将第三锥形角和第四锥形角选择为大于65°并小于约90°，提供在棒角部处的机械支撑以最小化形成变形和脱离条件与最小化向工件添加材料（该材料在摩擦焊接工艺之后随后可能必须被机加工掉）之间的平衡。
[0031] 可选地，焊接表面是曲线形的。
[0032] 当使用LFW工艺将刀片接合到盘（例如以形成带刀片盘）时，焊接表面是曲线形的。
[0033] 可选地，工件由钛或镍合金形成。
[0034] 变形和脱离的过程可能会使焊接接缝在加热期间暴露于在焊接界面处形成的大气污染物，并损害用于从焊接接缝挤压和喷出污染物的最佳条件。其中的一个具体示例是在钛合金中形成硬质α粒子。
[0035] 根据本公开的第二方面，提供了线性摩擦焊接的方法，所述方法包括以下步骤：提供第一工件和第二工件，所述第一工件包括第一焊接表面，并且所述第二工件包括第二焊接表面，并且所述第一工件和所述第二工件中的至少一个包括根据第一方面的工件；
将所述第一工件
定位成邻近于所述第二工件，其中所述第一焊接表面与所述第二焊接表面接合；
使所述第一工件和所述第二工件彼此相对往复运动，使得所述第一焊接表面和所述第二焊接表面中的至少一个相对于所述第一焊接表面和所述第二焊接表面中的另一个移动，使得所述第一和第二焊接表面处的温度升高以产生焊接界面；以及
停止往复运动并且允许所述第一工件和所述第二工件冷却，以将所述第一工件和所述第二工件焊接在一起。
[0036] 然而，当将锥形几何形状用于焊接棒中的一个时，则已显示发生变形和脱离的问题。
[0037] 通过向焊接表面提供第一和第二锥形表面以及第三和第四锥形表面的组合，工件可以经受LFW工艺，并且所得到的焊接接缝在接缝的中间区域处没有捕获污染物，并且焊接接缝也不会在接缝的边缘处遭受变形和脱离。
[0038] 可选地，提供第一工件和第二工件，所述第一工件包括第一焊接表面，并且所述第二工件包括第二焊接表面，并且所述第一工件和所述第二工件中的至少一个包括根据第一方面的工件的步骤包括以下步骤：提供第一工件和第二工件，所述第一工件包括所述第一焊接表面，并且所述第二工件包括所述第二焊接表面，并且所述第一工件和所述第二工件中的每个工件包括根据第一方面的工件。
[0039] 在该方法的替代性
实施例中，第一工件和第二工件中的每个工件分别包括第一焊接表面和第二焊接表面，并且第一焊接表面和第二焊接表面中的每个焊接表面具有根据本公开的第一方面的双锥形几何形状。
[0040] 可选地，第一工件由具有第一强度参数的第一材料形成，并且第二工件由具有第二强度参数的材料形成，并且在第一工件的第一锥形角与第二工件的第一锥形角和第二锥形角中的相应一个锥形角之间限定第一比率，并且在第一工件的第二锥形角与第二工件的第一锥形角和第二锥形角中的另一锥形角之间限定第二比率，并且第一比率和第二比率中的每个比率是第一强度参数与第二强度参数之间的第三比率的函数。
[0041] 如上所述，第一和第二锥形角的选择有助于以火花形式从焊接区域喷出表面污染物。然而，当第一工件和第二工件由不同材料形成时，可能需要向第一工件提供与第二工件的第一和第二锥形角不同的第一和第二锥形角，以确保所产生摩擦焊接在焊接区域中完全形成。
[0042] 因此，可能需要调整第一和第二工件的几何形状，使得第一工件的第一和第二锥形角与第二工件的对应的第一和第二锥形角之间的比率对应于第一和第二工件材料的强度参数之间的比率。
[0043] 可选地，第一工件由具有第一强度参数的第一材料形成，并且第二工件由具有第二强度参数的材料形成，并且在第一工件的第三锥形角与第二工件的第三锥形角和第四锥形角中的相应一个锥形角之间限定第一比率，并且在第一工件的第四锥形角与第二工件的第三锥形角和第四锥形角中的另一锥形角之间限定第二比率，并且第一比率和第二比率中的每个比率是第一强度参数与第二强度参数之间的第三比率的函数。
[0044] 如上所概述的，第三锥形角和第四锥形角为工件的外边缘区域提供增加的机械支撑，从而减少工件角部变形或脱离的可能性。
[0045] 在第一工件和第二工件由不同材料形成的情况下，第一工件的材料特性与第二工件的材料特性不同。第一工件与第二工件之间的材料特性差异将导致在摩擦焊接工艺期间第一工件与第二工件之间的不对称
镦锻行为（upsetting behaviour）。如果第一工件和第二工件都具有相同的几何形状，则所产生的摩擦焊接将在焊接界面上是不对称的，例如用较硬的工件“挖掘”到较软的工件中，并且因此产生
质量差的焊接接缝。
[0046] 因此，有必要调整第一和第二工件的几何形状，使得第一工件的第三和第四锥形角与第二工件的对应的第三和第四锥形角之间的比率对应于第一和第二工件材料的强度参数之间的比率。
[0047] 在一个结构中，当第一工件和第二工件具有相同的几何形状时，基于第一和第二工件中的每个工件的相对镦锻来确定第一工件的第三和第四锥形角与第二工件的对应的第三和第四锥形角之间的比率。
[0048] 可选地，强度参数选自包括以下的群组：流动
应力、屈服应力和极限
拉伸应力。
[0049] 如上所概述的，凭经验的相对镦锻数据可以用于确定第一工件的第三和第四锥形角与第二工件的对应的第三和第四锥形角之间的比率。替代性地，可以使用分析建模技术来确定该比率。此类技术使用材料参数（诸如流动应力、屈服应力或极限拉伸应力）来模拟摩擦焊接工艺期间材料的流动行为。
[0050] 可选地，提供第一工件和第二工件，所述第一工件包括第一焊接表面，并且所述第二工件包括第二焊接表面，并且所述第一工件和所述第二工件中的至少一个包括根据第一方面的工件的步骤包括以下步骤：提供第一工件和第二工件，所述第一工件包括第一焊接表面，并且所述第二工件包括第二焊接表面，所述第一工件包括根据第一方面的工件，并且所述第二焊接表面包括中间表面，所述中间表面在任一侧上分别由第一侧翼表面和第二侧翼表面形成侧翼，所述第一侧翼表面与所述中间表面对应第一侧翼角，所述第二侧翼表面与所述中间表面对应第二侧翼角，并且所述第一侧翼角和第二所述侧翼角中的每个侧翼角均小于90°。
[0051] 在该结构中，第一工件具有如上详述的双锥形工件几何形状，并且第二工件具有在任一侧上分别由第一和第二侧翼表面形成侧翼的平面型中心表面。
[0052] 以与上文针对双锥形几何形状概述相同的方式，第一和第二侧翼表面为第二工件的外边缘区域提供增加的机械支撑，并且从而减少第二工件角部变形或脱离的可能性。
[0053] 根据本公开的第三方面，提供了一种用于与摩擦焊接工艺一起使用的一对摩擦焊接工件，其包括第一工件和第二工件，其中所述第一工件包括第一焊接表面并且所述第二工件包括第二焊接表面，所述第一焊接表面包括沿着所述焊接表面延伸的中间脊表面，所述中间脊表面在任一侧上分别由第一锥形表面和第二锥形表面形成侧翼，所述第一锥形表面与所述中间脊表面对应第一锥形角，并且所述第二锥形表面与所述中间脊表面对应第二锥形角，所述第一锥形表面进一步由第一侧表面形成侧翼，并且所述第二锥形表面进一步由第二侧表面形成侧翼，所述第一和第二侧表面中的每个均与所述中间脊表面垂直，所述第二焊接表面包括中间表面，所述中间表面在任一侧上分别由第一侧翼表面和第二侧翼表面形成侧翼，所述第一侧翼表面与所述中间表面对应第一侧翼角，所述第二侧翼表面与所述中间表面对应第二侧翼角，并且所述第一侧翼角和第二所述侧翼角中的每个侧翼角均小于90°，并且所述第一焊接表面定位成与所述第二焊接表面共形接合（conformal engagement）。
[0054] 在该结构中，第一工件和第二工件可以各自由相同的材料形成。在第一工件的横向宽度上可能存在设计限制，其防止第一工件的几何形状包括第三和第四锥形表面。换句话说，第一工件设置有与中间脊表面垂直的第一和第二侧表面。在该结构中，第二工件可以设置有成角度的第一和第二侧翼表面。这些第一和第二侧翼表面用于为焊接界面的边缘提供额外的横向支撑。以这种方式，第一和第二侧翼表面用于防止在焊接界面的边缘处的变形和脱离。
[0055] 可选地，中间脊表面具有在约为1mm至5mm之间的横向宽度。
[0056] 保持中心脊的横向宽度小于5mm更有效地提供表面污染物从焊接区域的喷出。
[0057] 可选地，第一锥形角和第二锥形角中的每个锥形角在约6°至30°之间。
[0058] 将第一锥形角和第二锥形角保持在约6°和30°的范围内，提供确保从焊接区域消除表面污染物与最小化在焊接工艺期间必须从接缝喷出为火花的材料的体积之间的平衡。
[0059] 可选地，往复运动是线性往复运动。
[0060] 在一种结构中，第一工件和第二工件之间的相对运动是线性往复运动。
[0061] 在其他结构中，第一工件和第二工件之间的相对运动是非线性的，诸如正弦往复运动或椭圆形往复运动。
[0062] 可选地，焊接表面是曲线形的。
[0063] 可选地，第一工件和第二工件中的每个工件由钛合金形成。
[0064] 可选地，第一工件是
转子，并且第二工件是
转子叶片。
[0065] 可选地，转子是
风扇盘，并且叶片是
风扇叶片。
[0066] 可选地，转子是
压缩机盘或压缩机鼓，并且叶片是压缩机叶片。
[0067] 根据本公开的第四方面，提供一种
计算机程序，其当由计算机读取时致使根据本公开的第二方面的方法的执行。
[0068] 根据本公开的第五方面，提供一种非暂时性计算机可读存储介质，其包括当由计算机读取时致使根据本公开的第二方面的方法的执行的计算机可读指令。
[0069] 根据本公开的第六方面，提供一种包括计算机可读指令的
信号，其当由计算机读取时致使根据本公开的第二方面的方法的执行。
[0070] 本公开的其他方面提供包括和/或实现本文所述的一些或全部动作的设备、方法和系统。 本公开的说明性方面被设计为解决本文描述的问题中的一个或多个问题和/或未讨论的一个或多个其他问题。
附图说明
[0071] 现在接下来参考附图，以非限制性示例的方式描述本公开的实施例，其中：图1示出根据现有技术的线性摩擦焊接缝的示意性剖视图；
图2A，2B和2C示出根据现有技术的线性摩擦焊接接缝的示意图，其中一个棒部分具有单个锥形几何形状，并且示出接缝角部的变形和脱离问题；
图3示出根据本公开的第一实施例的焊接棒的示意性透视图；
图4示出图3的焊接棒的剖视图；
图5示出各自根据本公开的第一实施例的两个相对的焊接棒的示意性透视图，并且示出了轴向和横向运动的取向；
图6示出彼此接触的图5的两个相对的焊接棒；
图7示出体现根据图3至6的本公开的焊接棒的转子和转子叶片的示意性透视图；
图8示出各自根据本公开的第二实施例的两个相对的焊接棒的示意性截面图；
图9示出各自根据本公开的第三实施例的两个相对的焊接棒的示意性截面图；
图10示出各自根据本公开的第四实施例的两个相对的焊接棒的示意性截面图；和图11示出各自根据本公开的第五实施例的两个相对的焊接棒的示意性截面图。
[0072] 应注意，附图可能不按比例绘制。附图仅旨在描述本公开的典型方面，并且因此不应被认为是限制本公开的范围。在附图中，类似编号表示附图之间的类似元件。
具体实施方式
[0073] 参考图3至5，根据本公开的第一实施例的用于与摩擦焊接工艺一起使用的工件通常由附图标记100表示。
[0074] 工件100呈现焊接棒（stub）100的形式并且包括焊接表面110。焊接表面110包括沿着焊接表面110延伸的中间脊表面120。中间脊表面120线性地延伸跨越焊接表面110的横向宽度122。在所示实施例中，中间脊表面120具有4mm的横向宽度122。中间脊表面120在任一侧上分别由第一锥形表面130和第二锥形表面140形成侧翼。
[0075] 第一锥形表面130与中间脊表面120对应第一锥形角132。第二锥形表面140与中间脊表面120对应第二锥形角142。第一和第二锥形表面130,140与中间脊表面120一起限定上锥形宽度146，其在该实施例中具有8mm的值。
[0076] 第一锥形表面130在第一锥形表面130的远离中间脊表面120的远端侧上进一步由第三锥形表面150形成侧翼。第二锥形表面140在第二锥形表面140的远离中间脊表面120的远端侧上进一步由第四锥形表面160形成侧翼。第三和第四锥形表面150,160与中间脊表面120一起限定下锥形宽度166，其中在该实施例中具有14mm的值。
[0077] 第三锥形表面150与中间脊表面120对应第三锥形角152。第四锥形表面160与中间脊表面120对应第四锥形角162。
[0078] 以下结构向提供工件100提供双锥形截面几何形状：中间脊表面120在相对侧上由第一和第二锥形表面130,140形成侧翼，该第一和第二锥形表面130,140又在相对侧上由第三和第四锥形表面150,160形成侧翼。
[0079] 在图3至图5所示的结构中，第一锥形角132等于第二锥形角142。在该结构中，第一和第二锥形角132,142各自是锐角，并且相对于中间脊表面120具有为8°至12°之间的值。
[0080] 在图3至图5所示的结构中，第三锥形角152等于第四锥形角142。在该结构中，第三和第四锥形角142,152各自是锐角，并且相对于中间脊表面120具有为30°至65°之间的值。
[0081] 图5示出包括第一工件100和第二工件102的焊接接缝的示意性透视图。在该结构中，第一工件100和第二工件102中的每个工件包括上述关于图3和图4所示的工件100。
[0082] 将第一工件100和第二工件102放置在一起，使得每个工件100,102的中间脊表面120彼此对准并且彼此接触，从而限定焊接界面170。
[0083] 然后通过施加垂直于第一和第二工件100,102中的每个工件的中间脊表面120之间的接触的
压缩力，同时还提供第一和第二工件100,102之间的相对往复运动来启动线性摩擦焊接工艺。这遵循常规的线性摩擦焊接工艺操作，并且该操作的细节在本文将不再进一步讨论，这是本领域技术人员所熟知的。
[0084] 在图中所示的结构中，往复运动是图5中的特征190所示的横向方向。
[0085] 在图8中示出根据本公开的第二实施例的工件。在该结构中，第一工件100由具有第一硬度值的第一材料形成，并且第二工件102由具有第二硬度值的第二材料形成，其中第一硬度小于第二硬度。例如，第一工件100可以由第一钛合金形成，并且第二工件102可以由第二钛合金形成，其中第一钛合金具有比第二钛合金更高的硬度。
[0086] 第一工件100和第二工件102两者都具有如上文关于本公开的第一实施例概述的双锥形截面几何形状。
[0087] 第一工件100和第二工件102中的每个工件包括具有横向宽度122A,122B的中间脊表面120A,120B，其在任一侧上分别由第一个锥形表面130A,130B和第二锥形表面140A,140B形成侧翼。在该实施例中，中间脊表面120A具有4mm的横向宽度122A，并且中间脊面表面120B具有2mm的横向宽度122B。
[0088] 第一锥形表面130A,130B与中间脊表面120A,120B对应第一锥形角132A,132B。第二锥形表面140A,140B与中间脊表面120A,120B对应第二锥形角142A,142B。在该实施例中，第一锥形角132A等于第一锥形角132B，并且又等于第二锥形角142A,142B中的每个锥形角。在该实施例中，第一和第二锥形角132A,132B; 142A,142B相对于相应的中间脊表面120A,
120B对应14°的角度。
[0089] 每个第一锥形表面130A,130B在第一锥形表面130A,130B的远离中间脊表面120A,120B的远端侧上进一步由第三锥形表面150A,150B形成侧翼。每个第二锥形表面140A,140B在第二锥形表面140A,140B的远离中间脊表面120A,120B的远端侧上进一步由第四锥形表面160A,160B形成侧翼。
[0090] 第三锥形表面150A,150B与中间脊表面120A,120B对应第三锥形角152A,152B。第四锥形表面160A,160B与中间脊表面120A,120B对应第四锥形角162A,162B。
[0091] 在该实施例中，第三锥形角152A等于第四锥形角162A，并且各自相对于中间脊表面120A对应40°的角度。此外，第三锥形角152B等于第四锥形角162B，并且各自相对于中间脊表面120B对应70°的角度。
[0092] 第二工件102相对于第一工件100的较高硬度意味着第二工件102的第三和第四锥形角152B,162B可以大于第一工件100的相应的第三和第四锥形角152A,162A。这是因为第二工件102的较高硬度需要较少的机械支撑以防止子角部的变形或脱离。
[0093] 图9示出本公开的工件的第三实施例。图9的工件具有与上面关于工件的第二实施例所描述的相同的双锥形横截面几何形状。
[0094] 图9的实施例与图8的实施例不同之处仅在于第一和第二锥形角132A,142A。在图9的实施例中，第一锥形角132A等于第二锥形角142A，并且各自相对于中间脊表面120A对应25°的角度。
[0095] 如先前解释的，第三和第四锥形表面（150A,150B; 160A,160B）通过为焊接界面的边缘提供额外的侧向支撑来防止在焊接界面处产生材料变形和脱离。这种额外的机械支撑防止从焊接界面喷出的材料变形并从焊接棒脱离。
[0096] 由于第一和第二材料彼此具有不同的硬度值，因此需要向第一工件100提供与第二工件102不同的第三和第四锥形角的值。
[0097] 可以根据第一和第二工件100,102之间的相对镦锻来确定第一和第二工件100,102中的每个工件的第三和第四个锥形角152A,152B;162A,162B的确定。换句话说，通过了解第一和第二材料中的每个材料的镦锻行为，例如对于标准几何形状而言，可以确定第一和第二工件的100,102中的每个工件的第三和第四锥形角152A,152B; 162A,162B的大小。
[0098] 作为示例，如果第一工件100由比第二工件102更硬的材料形成，则第一工件100的第三和第四锥形角152A; 162A将比第二工件102的相应的第三和第四锥形角152B; 162B更大（即，更接近90°）。
[0099] 虽然第二和第三实施例（图8和图9所示）涉及第一和第二工件100,102由具有不同硬度的材料形成的情况，但是本公开的工件几何形状可以同样适用于第一工件100和第二工件102由具有相同硬度的材料形成的情况。例如，第一工件和第二工件可以各自由钛合金形成。
[0100] 图10和11分别示出本公开的第四和第五实施例，其中第一工件200,300和第二工件202,302由具有相同硬度的材料形成。
[0101] 图10示出本公开的第四实施例，其中第一工件200由第一材料形成，并且第二工件201由第二材料形成，其中第一和第二材料具有相同的硬度。
[0102] 第一工件200包括具有横向宽度222的中间脊表面220，该中间脊表面220在任一侧上由第一锥形表面230和第二锥形表面240形成侧翼。第一锥形表面230与中间脊表面220对应第一锥形角232，并且第二锥形表面240与中间脊表面220对应第二锥形角242。在本实施例中，第一锥形角232和第二锥形角242中的每个锥形角为10°。
[0103] 第一锥形表面230在第一锥形表面230的远离中间脊表面220的远端侧上进一步由第三锥形表面250形成侧翼。第二锥形表面240在第二锥形表面240的远离中间脊表面220的远端侧上进一步由第四锥形表面260形成侧翼。
[0104] 第三锥形表面250与中间脊表面220对应第三锥形角252。第四锥形表面260与中间脊表面220对应第四锥形角262。在本实施例中，第三锥形角252等于第四锥形角262，并且各自相对于中间脊表面220对应40°的角度。
[0105] 第二工件202包括具有约24mm的横向宽度226的中心表面224，其在任一侧上分别由第一侧翼表面234和第二侧翼表面236形成侧翼。第一侧翼表面234和第二侧翼表面244中的每个侧翼表面相对于中心表面224对应相应的第一侧翼角235和第二侧翼角245。在该结构中，第一侧翼角234等于第二侧翼角245并且具有40°的值。
[0106] 图11示出本公开的第五实施例，其中第一工件300由第一材料形成，并且第二工件301由第二材料形成，其中第一和第二材料具有相同的硬度。
[0107] 第一工件300包括具有横向宽度322的中间脊表面320，该中间脊表面320在任一侧上由第一锥形表面330和第二锥形表面340形成侧翼。第一锥形表面330与中间脊表面320对应第一锥形角332，并且第二锥形表面340与中间脊表面320对应第二锥形角342。在该实施例中，第一锥形角332和第二锥形角342中的每个锥形角为10°。
[0108] 第一锥形表面330在第一锥形表面330的远离中间脊表面320的远端侧上进一步由第三锥形表面350形成侧翼。第二锥形表面340在第二锥形表面340的远离中间脊表面320的远端侧上进一步由第四锥形表面360形成侧翼。
[0109] 第一侧表面350和第二侧表面360中的每个侧表面以90°取向于（即，垂直于）中间脊表面320。
[0110] 第二工件302包括具有约24mm的横向宽度326的中心表面324，该中心表面324在任一侧上分别由第一侧翼表面334和第二侧翼表面336形成侧翼。第一侧翼表面334和第二侧翼表面344中的每个侧翼表面相对于中心表面324对应相应的第一侧翼角335和第二侧翼角345。在该结构中，第一侧翼角334等于第二侧翼角345并且具有40°的值。
[0111] 本公开的工件和方法可以应用于各种线性摩擦焊接场景。图7示出这样的应用的示例，其中转子400与转子叶片410接合。然后多个风扇转子叶片410可以接合到转子400，从而形成带叶片的风扇盘402。在替代性方案中，多个压缩机叶片412可以接合到压缩机鼓406以形成压缩机盘404。
[0112] 除了相互排斥之外，任何特征可以单独地使用或与任何其他特征组合地使用，并且本公开扩展到并包括本文所述的一个或多个特征的所有组合和子组合。
[0113] 已经出于说明和描述的目的呈现了本公开的各个方面的前述描述。这并不旨在是穷尽性的或将公开限制到所公开的精确形式，并且显然地，许多
修改和变型是可能的。对本领域技术人员可能显而易见的这些修改和变型被包括在由所附
权利要求限定的本公开的范围内。
