銅鈦異種金屬攪拌摩擦搭焊工藝及接頭組織與性能.pdf

1、攪拌摩擦焊（Friction Stir Welding）作為一種新式固相連接技術(shù)，在異種金屬連接方面存在巨大的應(yīng)用價(jià)值。目前，國內(nèi)外關(guān)于Cu/Ti異種金屬攪拌摩擦焊的研究還較少。
　　首先設(shè)計(jì)制作出了用于Cu/Ti異種金屬攪拌摩擦搭焊的一體式攪拌頭和組合式攪拌頭。其次進(jìn)行了2mm厚的紫銅攪拌摩擦搭焊，分析了紫銅搭接接頭焊接工藝參數(shù)、接頭界面微觀組織和力學(xué)性能。最后，將2mm厚紫銅板置于上層，2mm厚工業(yè)純鈦TA2板置于下層，分別采

2、用組合式攪拌頭和一體式攪拌頭進(jìn)行了Cu/Ti異種金屬攪拌摩擦搭焊試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明：采用組合式攪拌頭在攪拌頭轉(zhuǎn)速700~900rpm，焊接速度20~40mm/min的工藝參數(shù)范圍內(nèi)可以獲得較好的Cu/Ti搭焊接頭。接頭搭接界面兩側(cè)銅、鈦宏觀流動(dòng)現(xiàn)象明顯。在焊核區(qū)，銅和鈦以相間的條帶結(jié)構(gòu)形式相互機(jī)械混合，緊密連接在一起，局部區(qū)域呈現(xiàn)出“機(jī)械互鎖”的組織形貌。Cu/Ti異種金屬攪拌摩擦搭焊接頭銅一側(cè)水平方向的硬度分布在攪拌針作用區(qū)極不規(guī)則，

3、硬度最低值出現(xiàn)在上層銅板前進(jìn)側(cè)熱影響區(qū)，接頭焊核區(qū)垂直方向上的硬度分布呈“M”型。在剪切試驗(yàn)中，接頭斷裂位置發(fā)生在上層銅板前進(jìn)側(cè)熱影響區(qū)，斷裂方式屬于混合型斷裂。采用一體式攪拌頭在攪拌頭轉(zhuǎn)速800~900rpm，焊接速度20~40mm/min的工藝參數(shù)范圍內(nèi)可以獲得較好的Cu/Ti搭接接頭，搭接接頭銅一側(cè)焊核區(qū)得到致密細(xì)小的等軸晶粒，熱機(jī)影響區(qū)得到被拉長(zhǎng)的晶粒。Cu/Ti界面處有較薄的銅鈦擴(kuò)散層生成，在擴(kuò)散層中銅的擴(kuò)散速度要大于鈦的擴(kuò)散