異種鋁合金的攪拌摩擦焊

在汽車上應(yīng)用鋁合金材料是實(shí)現(xiàn)汽車輕量化的一條有效途徑，有利于降低能源消耗，減少溫室氣體排放。實(shí)現(xiàn)鋁合金材料的焊接，尤其是異種鋁合金材料的焊接，是在汽車上應(yīng)用鋁合金材料需要解決的關(guān)鍵問題。若采用傳統(tǒng)點(diǎn)焊對異種鋁合金材料進(jìn)行焊接，則由于鋁合金材料的熱導(dǎo)率和比熱容大、導(dǎo)熱快而使焊接時(shí)易形成氣孔和變形。對此，近些年開發(fā)出了攪拌摩擦焊，用來實(shí)現(xiàn)異種鋁合金材料的焊接。

在進(jìn)行攪拌摩擦焊焊接時(shí)，使用一種非損耗的攪拌頭，旋轉(zhuǎn)插入待焊組件中，并沿待焊界面移動(dòng)。攪拌頭的攪拌針與周圍母材摩擦，使待焊組件材料發(fā)生塑形變形，而攪拌頭的軸肩與待焊組件表面摩擦，使焊縫溫度升高，實(shí)現(xiàn)焊接。隨著攪拌頭的移動(dòng)，得到一條完整的焊縫。通過試驗(yàn)對其焊接性能進(jìn)行分析。采用AA5052H32鋁合金和AA6061T6鋁合金板件作為焊接母材，前者厚度選擇1mm、后者厚度選擇1.5mm。焊接時(shí)，設(shè)定攪拌頭的轉(zhuǎn)速為1500r/min，移動(dòng)速度設(shè)定為 63mm/min和 98mm/min兩種。對攪拌摩擦焊后異種鋁合金焊接處進(jìn)行極限拉伸測試，并對斷裂處進(jìn)行光學(xué)顯微觀察和能量色散譜分析。結(jié)果顯示，在兩種攪拌頭移動(dòng)速度下，焊接樣品的極限抗拉 強(qiáng) 度 分 別 為 172.4MPa和170.5MPa，幾乎相等，而斷裂前的應(yīng)變分別為1.26mm和1.19mm，顯然較低的移動(dòng)速度所形成的焊接處具有更高的延展性。顯微觀察顯示，焊接處的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶和晶粒細(xì)化尺寸均勻混合，保證了焊接表面的外觀平整。

刊名：JournalofManufacturingScience& Engineering（英）

刊期：2016年第138期

作者：JyotiK.Doley

編譯：張振偉