偏移量对铝钢异种金属搅拌摩擦焊接头微观组织及力学性能的影响

利用搅拌摩擦焊(FSW),采用正偏移量(搅拌针偏钢侧)对厚度为2.5 mm的6061铝合金与Q235钢进行不同工艺的平板对接试验。使用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)及能谱仪(EDS)对不同工艺的铝/钢FSW接头进行微观组织观察,并对界面过渡区中的金属间化合物(IMC)进行表征。采用电子万能试验机对接头的力学性能进行测试。研究结果表明,在铝/钢异种金属FSW过程中,搅拌头偏移量越大,接头两种母材的相互扩散越充分;热输入量越高,界面过渡区也就越厚;铝/钢FSW接头强度取决于界面过渡区厚度与IMC种类及数量。当偏移量为0.4 mm时,转速600 r/min,速度120 mm/min时,接头强度达到124.5MPa。钢侧界面过渡区是接头最薄弱区域,金属间化合物Fe_2Al_5和Fe_3Al对接头变形和断裂不利。