异种铝合金的搅拌摩擦焊

异种铝合金的搅拌摩擦焊

在汽车上应用铝合金材料是实现汽车轻量化的一条有效途径，有利于降低能源消耗，减少温室气体排放。实现铝合金材料的焊接，尤其是异种铝合金材料的焊接，是在汽车上应用铝合金材料需要解决的关键问题。若采用传统点焊对异种铝合金材料进行焊接，则由于铝合金材料的热导率和比热容大、导热快而使焊接时易形成气孔和变形。对此，近些年开发出了搅拌摩擦焊，用来实现异种铝合金材料的焊接。

在进行搅拌摩擦焊焊接时，使用一种非损耗的搅拌头，旋转插入待焊组件中，并沿待焊界面移动。搅拌头的搅拌针与周围母材摩擦，使待焊组件材料发生塑形变形，而搅拌头的轴肩与待焊组件表面摩擦，使焊缝温度升高，实现焊接。随着搅拌头的移动，得到一条完整的焊缝。通过试验对其焊接性能进行分析。采用AA5052H32铝合金和AA6061T6铝合金板件作为焊接母材，前者厚度选择1mm、后者厚度选择1.5mm。焊接时，设定搅拌头的转速为1500r/min，移动速度设定为 63mm/min和 98mm/min两种。对搅拌摩擦焊后异种铝合金焊接处进行极限拉伸测试，并对断裂处进行光学显微观察和能量色散谱分析。结果显示，在两种搅拌头移动速度下，焊接样品的极限抗拉 强 度 分 别 为 172.4MPa和170.5MPa，几乎相等，而断裂前的应变分别为1.26mm和1.19mm，显然较低的移动速度所形成的焊接处具有更高的延展性。显微观察显示，焊接处的动态再结晶和晶粒细化尺寸均匀混合，保证了焊接表面的外观平整。

刊名：JournalofManufacturingScience& Engineering（英）

刊期：2016年第138期

作者：JyotiK.Doley

编译：张振伟