鋁板-鋼螺柱異種材料摩擦螺柱焊工藝研究.pdf

1、針對(duì)國內(nèi)外對(duì)摩擦螺柱焊工藝研究甚少，鋁螺柱壽命極短，及鋁鋼異種材料焊接困難，本文開展了鋁板-鋼螺柱異種材料摩擦螺柱焊工藝研究。對(duì)試樣進(jìn)行外觀成形、拉伸性能、斷口形貌、微觀組織結(jié)構(gòu)形貌、SEM及EDS分析，得出了鋁鋼摩擦螺柱焊基本特點(diǎn)。
　　同質(zhì)鋁合金摩擦螺柱焊工藝實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:轉(zhuǎn)速、摩擦?xí)r間、頂鍛力等參數(shù)對(duì)接頭的飛邊直徑及次生摩擦界面層厚度影響很大;塑性斷裂的次生摩擦界面區(qū)及其周圍脆性斷裂的弱結(jié)合區(qū)構(gòu)成了接頭的最薄弱環(huán)節(jié);預(yù)熱配合

2、以合理的工藝參數(shù)可以極大程度增加塑性斷裂區(qū)比例，甚至獲得與母材等強(qiáng)的接頭。
　　鋁板/鋼螺柱摩擦螺柱焊正交實(shí)驗(yàn)表明:最優(yōu)參數(shù)組合為A2B1C1D2，即轉(zhuǎn)速2100r/min，摩擦?xí)r間3s，頂鍛力80MPa，工進(jìn)速度0.2mm/s。因子A（轉(zhuǎn)速）及因子B（摩擦?xí)r間）對(duì)強(qiáng)度指標(biāo)影響并不顯著，因子C（頂鍛力）及因子D（進(jìn)給速度）對(duì)強(qiáng)度指標(biāo)影響較為顯著。
　　不同端面結(jié)構(gòu)的鋼螺柱與鋁板摩擦螺柱焊實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:接頭最大承載力隨端面直徑

3、的增加而增大;波浪形界面產(chǎn)生的機(jī)械“咬合”作用，結(jié)合冶金反應(yīng)作用，改善了接頭力學(xué)性能;大直徑界面存在較大深度的Fe-Al相互擴(kuò)散，且因Fe、C原子擴(kuò)散能力高于Al原子，摩擦界面Al側(cè)產(chǎn)生的C富集及富Al的Fe-Al金屬間化合物是接頭最薄弱環(huán)節(jié)，而非同質(zhì)材料接頭的次生摩擦界面層。
　　加中間層摩擦螺柱焊工藝實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:抗拉強(qiáng)度隨中間層厚度的增加先增大后減小，最大提高了30％，到達(dá)母材鋁的93％;加Cu中間層的接頭分為BM-Fe、B