M. FELIX XAVIER MUTHU
,
V. JAYABALAN
中国有色金属学报(英文版)
doi:10.1016/S1003-6326(16)64195-X
在搅拌摩擦焊中，搅拌头的外形对材料流有很大的影响，特别是对具有不同屈服强度的异质材料。在铝和铜的异质焊接过程中，材料流行为复杂难懂，因此揭示流变行为和力学性能相当重要。选择了3种不同外形的搅拌头：螺纹搅拌头(WPP)、平锥形搅拌头(PTP)、锥针形搅拌头(TTP)，研究搅拌头的外形对材料显微结构、显微硬度和拉伸性能的影响。采用光学显微镜、扫描电子显微镜、X-射线衍射和 EDS 表征材料的显微组织。在这3种不同外形的搅拌头中，PTP 搅拌头能产生无缺陷搅拌区，并得到力学性能良好的接头，其屈服强度为101 MPa，拉伸强度为106 MPa，焊接效率为68%。然而，对于所有的不同外形的搅拌头，其显微硬度曲线大致相同，但都遵循波动趋势，这归因于铜颗粒的不均匀分布。优良的接头性能归因于无缺陷搅拌区的形成和弥散强化。
关键词:
铝
,
铜
,
搅拌摩擦焊
,
搅拌头外形
,
显微结构
,
力学性能
中国有色金属学报(英文版)
doi:10.1016/S1003-6326(17)60005-0
其余的工艺参数保持不变的条件下研究了9种不同形状搅拌头对异质搅拌摩擦焊铜铝接头性能的影响。采用宏观组织、显微组织、拉伸试验、硬度、扫描电子显微镜和电子X射线光谱仪等力学和冶金方法评估异质接头的性能。结果表明，采用直径为8 mm的圆柱形搅拌头得到的接头强度最大。此外，当多边形搅拌头的边数减少时，碎屑缺陷增加，因此，多边形接头不适合异质搅拌摩擦焊对接接头。而且，当多边形搅拌接头边数增加时，抗拉强度也随之增大。对同一焊肩表面，相对于圆柱形的搅拌头，多边形搅拌头的搅拌区较硬脆。采用多边形搅拌头得到的焊缝的最大硬度为 HV 283。在搅拌区明显存在硬脆金属间化合物。在异质铜铝接头搅拌区存在金属间化合物，如CuAl、CuAl2、Cu3Al 和Cu9Al4。
关键词:
铜铝接头
,
异质搅拌摩擦焊
,
搅拌头外形
,
性能
,
金属间化合物
