钢搅拌摩擦焊搭接接头组织和性能的影响.pdf

学兔兔 现 代 焊 接 de．rn ~ eldi nq 轴肩压入量对铝合金／钢搅拌摩擦焊 搭接接头组织和性能的影响 Ⅱ】坷}Ⅱ《Ge⑩ I ge 哩j正h① S砌 《 。皿Micro—s 位 adIPⅡ】。@Ⅱ砬es@AI i衄I面血／S姆@Ⅱ而c砬。皿S也心L{Weld_⑩血址s 文／重庆理工大学材料科学与工程学院 黎祥民 罗磊 陈毕达 罗巧 张硕 摘 要：本文对异种材料2024铝合金 (6OmmX5OmmX3mm)和Q235钢板 (60mmX50mm×1mm) 进行了搅拌摩擦焊搭接试验 (铝合金板在上，钢板在下)。主要研究了轴肩压入量对铝合金和钢搅拌摩 擦焊搭接接头宏观外貌、金相形貌、剪切强度和维氏硬度的影响。从接头横截面的金相形貌上可以看 出，在焊缝的前进侧和返回侧，钢像两个钉子一样进入了铝合金板中。在微观上，钢和铝合金以河流状 的形式充分地混合在一起。在焊核区和热机影响区，钢和铝之间形成了一层由两种材料交错分布过渡 层。力学性能测试表明，过渡层的显微硬度较高，最高可达251．5HV，接头的剪切强度最高达128MPa， 形成了力学I 巳比较好的焊缝。 关键词：搅拌摩擦焊；搭接接头 ；压入量 ；微观组织分析 序 言 裂纹等金属凝固缺陷，接头强度较高，并且焊 由于铝合金具有质量轻、耐腐蚀性能好 、 后工件的残余应力低、焊后变形小 。由于搅拌 无磁性 、成形及加工性能好等特点，加上人们 摩擦焊在焊接异种材料方面具有极大的优势 ， 对环保 、节能的生活提出更高的要求，铝合金 因此其在异种金属连接中具有广阔的前景 ，相 等轻质高强材料的使用获得了较为广泛的关注。 关机理的研究也受到越来越多的重视 。 使用铝材可以使得飞机和宇航器减轻 自身的重 铝合金和钢在焊接遇到的问题主要表现在： 量，从而飞得更高、更快、更远，也可使电动 (1)熔点及密度差异较大，冷却后形成成分不 汽车零污染的高速行驶，同时节省大量资源， 均匀的焊缝； (2)在热导率和线膨胀系数上差 使运输工具既安全又可靠 。 异较大，焊接时易引起较大的应力和变形 ，甚 铝合金和钢的异种接头焊接性比较差，采用 至会产生裂纹； (3)焊缝产生的金属问化合物 传统的电弧焊接时易生成脆性的金属问化合物， 增加了焊缝金属的脆性，容易引起裂纹 。 并且焊接变形较大，易生成裂纹 。采用搅拌摩 在铝钢搅拌摩擦搭接焊方面，国内的文献 擦焊可以比较好的克服上述缺陷和问题。搅拌摩 较少，大多数文献的研究主要还是集中在对接 擦焊是一种新型而具有潜力的固态连接技术，由 接头方面 。在现有的已公开文献中，国内外的 英国焊接研究所在1991年研究成功。在焊接过程 大多数文献都是围绕搅拌摩擦对接焊的工艺参 中材料没有发生熔化，因而接头可以避免气孔、 数和组织变化来研究的，而搅拌摩擦搭接焊的 作者简介：黎祥民 (199I一)，男，主要从事异种金属的搅拌摩擦焊方面的研究。 J一14 现代焊接 2015年第10期 总第154期 学兔兔 学兔兔 学兔兔