填充式攪拌摩擦焊替代傳統(tǒng)連接技術(shù)

為減輕汽車(chē)質(zhì)量、提高焊接性能和節(jié)約資源，鋁合金等其它輕質(zhì)材料在汽車(chē)行業(yè)上的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。電阻點(diǎn)焊和傳統(tǒng)鉚接是目前應(yīng)用最為廣泛的連接技術(shù)，但是由于這兩種連接技術(shù)的操作要求高、生產(chǎn)效率低，尤其是鉚接，需要進(jìn)行鉆孔、清除毛刺、連接件插入和進(jìn)行緊固等操作，因此無(wú)法適應(yīng)新型輕質(zhì)材料的要求。而填充式攪拌摩擦焊在連接過(guò)程中不需要使用連接材料，這樣在連接過(guò)程中不會(huì)增加結(jié)構(gòu)質(zhì)量。由于填充式攪拌摩擦焊不存在材料的液化和固化，也不會(huì)導(dǎo)致連接處材料的力學(xué)性能降低，且連接表面具有良好的粗糙度，因此可以考慮利用該種連接技術(shù)替代電阻點(diǎn)焊和傳統(tǒng)鉚接。

選擇1.27mm厚的AA7075-T6高強(qiáng)度鋁合金板件和1.6mm厚的AA2024-T3高強(qiáng)度鋁合金板件，板件長(zhǎng)、寬均為135mm和38mm。兩種不同材料的板件前者用來(lái)制造加強(qiáng)肋試樣，后者用來(lái)制造沖壓覆蓋件試樣。采用日本川崎重工的填充式攪拌摩擦焊接機(jī)器人系統(tǒng)進(jìn)行試樣的連接。參照美國(guó)材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)制定的靜態(tài)拉伸試驗(yàn)、搭接剪切試驗(yàn)和疲勞試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)制造的焊接試樣進(jìn)行焊接性能測(cè)試，同時(shí)對(duì)該試樣的橫截面進(jìn)行金相分析和顯微硬度測(cè)試。結(jié)果顯示：填充式攪拌摩擦焊靜態(tài)拉伸試驗(yàn)中試樣承受的平均極限載荷為1.748kN，標(biāo)準(zhǔn)差為0.075kN；搭接剪切試驗(yàn)中試樣承受的平均極限載荷為6.329kN，標(biāo)準(zhǔn)差為0.139kN。這兩種試驗(yàn)中填充式攪拌摩擦焊的數(shù)值均高于電阻點(diǎn)焊和傳統(tǒng)鉚接，且具有較高的疲勞壽命。

Enkhsaikhan Boldsaikhan etal.SAE2016-01-2130.

編譯：李臣