FRTP同種及FRTP與鋁合金異種材料攪拌摩擦焊.pdf

1、對于纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料(FRTP)的連接及其與鋁合金的連接，目前常采用的方法有膠接、機(jī)械連接和熔融連接，但是各有局限性。本文采用攪拌摩擦焊技術(shù)對FRTP同種及FRTP與鋁合金異種材料進(jìn)行焊接。在FRTP同種材料攪拌摩擦焊方面，研究了工藝參數(shù)對焊縫成形、微觀形貌及力學(xué)性能的影響，并對斷口進(jìn)行SEM分析；在FRTP與鋁合金異種材料攪拌摩擦焊方面，重點研究了兩種材料相對放置位置、偏移量和下壓量對焊縫成形的影響。主要研究結(jié)果如下：
　

2、　FRTP攪拌摩擦焊試驗表明，當(dāng)下壓量、旋轉(zhuǎn)速度和相互匹配時，焊核區(qū)的塑性材料才能夠充分塑化并流動，能夠獲得成形良好的焊縫；FRTP接頭拉伸性能結(jié)果表明：當(dāng)下壓量0.15mm、旋轉(zhuǎn)速度750r/min、焊接速度38mm/min時，接頭的拉伸強(qiáng)度最大，為45.56MPa，是母材強(qiáng)度的44.23％。斷口的橫截面形貌觀察可知，接頭均在前進(jìn)側(cè)熱力影響區(qū)與母材區(qū)界面上發(fā)生斷裂，反映該區(qū)域為整個接頭最薄弱部位。SEM電鏡觀察分析可知，母材微觀斷裂機(jī)

3、制主要是碳纖維斷裂和纖維-基體界面脫粘，接頭的微觀斷裂機(jī)制主要為基體剪切斷裂和纖維-基體界面脫粘。
　　FRTP與鋁合金進(jìn)行攪拌摩擦焊搭接試驗表明，當(dāng)鋁合金為下板時，接頭成形較差，未能得到有效連接；當(dāng)鋁合金為上板時，能夠得到成形美觀，形成有效連接的搭接接頭。當(dāng)下壓量0.16mm、旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速750r/min、焊接速度30mm/min時，接頭的拉剪強(qiáng)度最大，為18.65MPa，達(dá)到膠接強(qiáng)度的71.46%；搭接接頭的斷口形式主要有沿界面的