纯铝1060搅拌摩擦微连接焊接力及温度研究

金鑫 熊亮 向勇 刘晓 史煜 张昌青

摘要：搅拌摩擦焊过程中各物理量的采集分析为理解接头形成过程及质量影响因素提供重要的数据支持。为研究搅拌摩擦微连接过程中焊接力及温度的变化情况，利用自制的监测系统对0.8 mm厚1060-H24超薄铝板搅拌摩擦微连接过程中的焊接力及不同搅拌头转速下的焊缝温度进行了实时测量采集。研究结果表明：搅拌头转速为11 000 r/min时焊缝温度最高，达到约350 ℃，因焊接过程中的搅拌摩擦作用，焊缝金属受热充足流动性好，易形成表面形貌美观且性能优良的搅拌摩擦微连接接头;搅拌头下压驻留后，在初始焊接阶段，焊接轴向力保持在约50 N，持续2 s后因母材受热严重软化导致轴向力开始迅速下降，降至约30 N后稳定焊接。在焊接阶段中焊接横向力始终保持在20～40 N范围内小幅度波动。

关键词：搅拌摩擦微连接;焊接力;焊接温度;监测系统

中图分类号：TG453+.9      文献标志码：A         文章编号：1001-2003（2021）06-0072-03

DOI：10.7512/j.issn.1001-2303.2021.06.13

0    前言

搅拌摩擦微连接技术（μFSW）是在传统搅拌摩擦焊的基础上发展起来，主要针对1 mm以下厚度板材进行连接的焊接方法。其主要通过高转速的小直径搅拌头产热，在焊接过程中，焊接力、焊缝温度对搅拌头的转速及下压量等工艺参数极为敏感。目前国内针对于1 mm以下厚度板材的搅拌摩擦微连接技术的研究相对有限，有较大的发掘空间。

搅拌摩擦微连接过程中焊接力及焊缝温度的测量采集为研究分析焊缝的形成过程提供了重要的数据基础。文中通过设计搭建基于LabVIEW的监测装置，实现了对搅拌摩擦微连接过程中焊接力及焊缝温度的实时精确测量及记录。……