Al/Al板复合轧制中界面焊合与分离

对退火态Al/Al板在室温下进行同步和异步复合轧制实验,发现同步轧制后的Al/Al板界面发生焊合,而异步轧制使已焊合的Al/Al板界面又出现分离。为了进一步验证Al/Al板界面焊合与分离现象,分别对同步和异步轧制后的试样进行拉伸实验,并观察拉伸断口的SEM像。分析认为:同步轧制时轧件表面受到的纵向剪应力最大,而轧件厚度二分之一处(对称面)的纵向剪切应力为0,这种剪应力分布有利于复合界面在强大压应力下实现焊合;相比之下,异步轧制存在搓轧区,搓轧区中的纵向剪应力沿轧件厚度方向分布均匀,即Al/Al结合界面受到的纵向剪应力与轧件表面处几乎相等,此剪应力对已经焊合的界面产生破坏作用,导致焊合面发生剪切分离。为了深入探究同步轧制焊合与异步轧制分离的机制,采用有限元方法进行模拟,得到异步轧制下Al/Al界面处纵向剪应力为57.8 MPa,达到工业纯铝复合界面的剪切强度,足以引起焊合面的剪切分离。这为诠释异步轧制下的界面分离现象提供了佐证,这些研究结果对层状金属复合轧制方式的选择具有较大的参考价值。