Cu 组合搭接接头无针搅拌摩擦焊的前期研究.pdf

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1、·26·重型机械2015No．2A1／A1、A1／Cu组合搭接接头无针搅拌摩擦焊的前期研究吴量，彭磊，魏志毅，苏振华，孙向阳(1．西安交通大学，陕西西安710049；2．中国重型机械研究院股份公司，陕西西安710032)摘要：为了消除匙孔和避免硬母材对针的磨损等问题，使用无针搅拌工具的搅拌摩擦搭接焊(FSLW)焊接AL／Al和AL／Cu组合的搭接接头。在不同的拘束条件下：a)上板Al母材边缘一边夹紧一边自由；b)上板Al母材边缘两边全部用夹具夹紧，分别用直径为20mm和30mm的无针搅拌工具对厚约2mm的AL／Al、AI／Cu

2、组合板材实施搅拌摩擦焊工艺。针对Al／Al组合(软组合)，无论采取哪种装夹方式，都能得到良好的焊接接头；针对A1／Cu组合，当采用(a)方式装夹时，上板未夹紧的一边出现明显地延展变形，易得到稳定可靠的搭接接头，当采用(b)方式装夹时，只有在增加压入深度和增大搅拌头直径(增加热输入)的情况下，才能得到部分焊合的搭接接头，若在搭接界面预置zn箔作为钎料(搅拌摩擦钎焊，FSB)，可以明显改善接头的强度。关键词：搅拌摩擦搭接焊；拘束；延展变形；搅拌摩擦钎焊中图分类号：TG457文献标识码：A文章编号：1001—196X(2015)02

3、—0026—05PreliminaryinvestigationonfrictionstirlapweldingofAl／／AlandAI／CuusingapinfreetoolWULiang，PENGLei，WEIZhi-yi，SUZhen-hua(1．Xi’anJiaotongUniversity，Xi’an710049，China；2．ChinaNationalHeavyMachineryResearchInstituteCo．，Ltd．，Xi’an710032，China)Abstract：Toeliminatethe

4、keyholeandwearofpinbystrongbasemetal，frictionstirlapwelding(FSLW)ofAL／A1andA1／Cusheets(eachonewas2mnlthick)combinationsusingapinfreetool(20nunand30mmdiametershoulder)wereconductedunderthedifferentconstraints，namely，theedgeofthetopsheetofA1wasinfreestateorwasconstrai

5、nedbyjig．ItwasfoundthatAL／Alcombination(softcombination)couldheeffectivelyjoinedregardlessofinitialconstrainttypebeforewelding．However，forAI／Cucombination，whentheedgeofthetopsheetwasnotfixedbyjig(infreestate)，soundjointwasreliablyobtainedowingtothespreadingdeformati

6、onattheedgeofthetopsheet，whilewhentheedgeofthetopsheetwasfixedbyj唔，joiningwasachievedonlyunderintenseheatinganddeepplungedepth．Inthiseasewithconstraintandinsuficientheating，theinsertionofZnfoilfillermetalatjointinterfacecouldsignificantlyimproveinterfacialjoiningowi

7、ngtoevidentdissolutionofA1topsheet．ThenewproeessusingfillermetalinFSLWwascalledfrictionstirbrazing(FSB)．Keywords：frictionstirlapwelding；constraints；extensiondeformation；frictionstirbrazing氩弧焊，而可以采用钎焊、扩散焊和搅拌摩擦焊0前言的方法。在后三种方法里面，只有搅拌摩擦要想获得大面积搭接的焊接接头，不能采用焊可以通过搅拌针的力学作用破碎氧

8、化膜，并且整个焊接过程无需钎剂和保护性气体。收稿日期：2014—10—16；修订日期：2014—11—12然而搅拌摩擦焊也存在一些缺点，比如搅拌针的作者简介：吴量(1984一)，男，西安交通大学硕士研究生，中国重型机械研究院股份公司工程师。磨损、匙孔的残留。。和受搅拌针尺寸限