螺纹搅拌针直径对铝/钢填丝搅拌摩擦焊接头组织及性能的影响

韩世伟，罗展，蒋晓，谭攀，李小飞，许惠斌

应用技术

螺纹搅拌针直径对铝/钢填丝搅拌摩擦焊接头组织及性能的影响

韩世伟1，罗展1，蒋晓1，谭攀2，李小飞2，许惠斌2

（1. 重庆铁马工业集团有限公司，重庆 400050；2. 重庆理工大学 材料科学与工程学院，重庆 400054）

采用填丝搅拌摩擦焊方法，研究螺纹搅拌针直径对6061铝合金/304不锈钢搅拌摩擦焊接接头组织及性能的影响。通过使用3种不同直径的螺纹搅拌头，观察不同结构搅拌头对焊缝成形及接头微观形貌的演变规律，并对其进行力学性能测试，研究搅拌头结构对接头性能强化的影响。随着螺纹搅拌针直径由M4增加到M6，焊缝表面成形逐渐粗糙，同时在接头焊缝中易产生大尺寸钢屑；另外，随着螺纹搅拌针直径的增加，接头界面处容易生成HOOK缺陷，同时在界面附近区域易出现钢屑的聚集；接头的抗拉强度随螺纹搅拌针直径的增加，呈明显下降的趋势。当螺纹搅拌针直径为M4时，接头的抗拉性能达到最大值156 MPa。通过采用直径为M4的螺纹搅拌头，能够获得具有最优综合性能的接头。

螺纹搅拌针直径；异种金属；搅拌摩擦焊；铝硅焊丝

铝合金作为一种轻型材料，在飞机、汽车等领域中得到了广泛应用，可以减轻这些结构的重量从而提高其综合性能[1]。由于铝合金熔点较低、热传导系数大，在工程应用中若对其零件采用熔焊方法焊接，易产生裂纹、气孔等焊接缺陷；同时较高的熔焊温度会导致铝合金力学性能较低，故铝合金的连接多采用机械连接，但是在一些连接密闭容器及永久连接的构件方面，焊接这一连接方式是迫切需要的。……