铝/铜异种金属双面搅拌摩擦焊接成形及接头力学性能 |
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引用本文: | 唐九兴,吴明孝,石磊,武传松,杨威,高嵩.铝/铜异种金属双面搅拌摩擦焊接成形及接头力学性能[J].中国有色金属学报,2022(9):2556-2567. |
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作者姓名: | 唐九兴 吴明孝 石磊 武传松 杨威 高嵩 |
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作者单位: | 1. 山东大学材料液固结构演变与加工教育部重点实验室;2. 国网河南省电力公司电力科学研究院;3. 齐鲁工业大学(山东省科学院)机械与汽车工程学院 |
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基金项目: | 国家自然科学基金资助项目(51905309); |
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摘 要: | 对12 mm厚的1060纯铝与T2紫铜进行了双面搅拌摩擦焊接,研究了焊接速度对焊缝成形与接头力学性能的影响。结果表明:在搅拌头转速为600 r/min的条件下,当焊接速度为30~50 mm/min时,焊接速度对接头力学性能影响较小,接头均断裂于铝母材一侧;当焊接速度为30 mm/min时,获得了无缺陷的焊接接头;当焊接速度为40~50 mm/min时,接头出现扁平状小孔洞缺陷,此时,由于搅入焊缝的铜与铝混合形成复合材料结构,增强了焊缝性能,因此,其接头强度仍高于纯铝母材的;当焊接速度超过60 mm/min时,热输入降低引起材料流动不足,在接头内形成贯穿焊缝的孔洞缺陷,使接头承载面积减小,抗拉强度降低。搅拌区中部受到搅拌头两次热力搅拌作用,硬度最高。此外,由于第一道焊缝引起工件变形,在相同下压量的情况下,第二道焊缝相对于第一道焊缝压力略低、热输入较小,使得焊缝底部(即第二道焊缝)的硬度低于焊缝上部(即第一道焊缝)的,且第二道焊缝更易出现孔洞缺陷。综合考虑焊接效率和接头性能,50 mm/min为最优焊接速度,此时接头性能与铝母材的相当,抗拉强度为75.6 MPa,伸长率为26%。
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关 键 词: | 铝/铜异种焊接 双面搅拌摩擦焊 焊缝成形 力学性能 焊接速度 |
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