鋁板-鋼螺柱異種材料摩擦螺柱焊工藝研究.pdf

1、針對國內外對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。對試樣進行外觀成形、拉伸性能、斷口形貌、微觀組織結構形貌、SEM及EDS分析，得出了鋁鋼摩擦螺柱焊基本特點。
　　同質鋁合金摩擦螺柱焊工藝實驗結果表明:轉速、摩擦時間、頂鍛力等參數對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合區(qū)構成了接頭的最薄弱環(huán)節(jié);預熱配合

2、以合理的工藝參數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的接頭。
　　鋁板/鋼螺柱摩擦螺柱焊正交實驗表明:最優(yōu)參數組合為A2B1C1D2，即轉速2100r/min，摩擦時間3s，頂鍛力80MPa，工進速度0.2mm/s。因子A（轉速）及因子B（摩擦時間）對強度指標影響并不顯著，因子C（頂鍛力）及因子D（進給速度）對強度指標影響較為顯著。
　　不同端面結構的鋼螺柱與鋁板摩擦螺柱焊實驗結果表明:接頭最大承載力隨端面直徑

3、的增加而增大;波浪形界面產生的機械“咬合”作用，結合冶金反應作用，改善了接頭力學性能;大直徑界面存在較大深度的Fe-Al相互擴散，且因Fe、C原子擴散能力高于Al原子，摩擦界面Al側產生的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)，而非同質材料接頭的次生摩擦界面層。
　　加中間層摩擦螺柱焊工藝實驗結果表明:抗拉強度隨中間層厚度的增加先增大后減小，最大提高了30％，到達母材鋁的93％;加Cu中間層的接頭分為BM-Fe、B