ABS與鋁合金攪拌摩擦焊工藝研究.pdf

1、由于現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)嚴(yán)重依賴于石化能源的消耗，因此導(dǎo)致能源供應(yīng)日趨緊張、環(huán)境壓力加劇。經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展要求節(jié)能減排，而汽車輕量化是我國節(jié)能減排戰(zhàn)略環(huán)節(jié)中較為重要的一部分，其中輕量化應(yīng)用新材料包括鋁合金、鎂合金、鈦合金、高性能塑料、多孔發(fā)泡及復(fù)合材料等。攪拌摩擦焊對于焊接材料適用范圍廣泛，同時也能夠焊接物理性能差異巨大的異種材料。因此，本文將攪拌摩擦焊技術(shù)應(yīng)用于ABS高分子塑料的焊接、ABS與鋁合金的焊接。工藝試驗(yàn)結(jié)果表明，攪拌摩擦焊可以實(shí)現(xiàn)非金屬

2、塑料ABS、ABS與6082鋁合金的焊接。
　　為了驗(yàn)證攪拌摩擦焊對非金屬塑料的焊接適用性，采用攪拌摩擦焊技術(shù)焊接ABS塑料。工藝試驗(yàn)結(jié)果表明當(dāng)轉(zhuǎn)速為1300r/min、下壓量為0.15mm、焊接速度為20mm/min，可以實(shí)現(xiàn)ABS對焊的有效連接。接頭強(qiáng)度可達(dá)到20.5MPa，達(dá)到母材的68％，焊縫前進(jìn)側(cè)與后退側(cè)表面形態(tài)趨近一致，表面無明顯的毛刺與未融合白化現(xiàn)象。采用攪拌摩擦搭接點(diǎn)焊焊接ABS塑料，工藝參數(shù)對接頭力學(xué)性能影響因素

3、主次為：停留時間>轉(zhuǎn)速>下壓量。上、下板結(jié)合面處，斷面較為平整，分子鏈端實(shí)現(xiàn)了有效的融合與交聯(lián)。焊點(diǎn)出現(xiàn)分層現(xiàn)象并且斷裂始于混合分層和上、下板材結(jié)合面處。
　　采用攪拌摩擦點(diǎn)焊焊接ABS與鋁合金時，攪拌頭是否有攪拌針對點(diǎn)焊連接的影響區(qū)別較大。焊后焊點(diǎn)表面均較為平整，成形美觀，可以實(shí)現(xiàn)6082與ABS可靠連接。但是在不同焊接工藝下最優(yōu)焊接參數(shù)不同，且抗拉剪載荷差距明顯。這是由于無攪拌針焊接接頭最高溫度比有針焊接拌頭溫度高100℃，因

4、此無匙孔焊接接頭連接面積大于后者，最終使得前者接頭強(qiáng)度高于后者。對比接頭斷裂位置發(fā)現(xiàn)，接頭均斷裂與ABS一側(cè)。以最優(yōu)焊接參數(shù)焊接時，接頭出現(xiàn)兩種斷裂模式：剝離斷裂和ABS母材塑性斷裂，其中ABS母材塑性斷裂包括，沿著焊點(diǎn)結(jié)合面向兩端擴(kuò)展斷裂，沿焊點(diǎn)邊緣位置沿直線線外擴(kuò)展斷裂兩種形式。接頭斷裂經(jīng)歷了3個階段：裂紋萌生、穩(wěn)定擴(kuò)展、快速擴(kuò)展，在拉剪破壞過程中形成了有明顯區(qū)別的裂紋擴(kuò)展花樣，第三階段在斷面上裂紋擴(kuò)展速度最快。點(diǎn)焊斷裂破壞起源于鋁