AlAl、AlCu 组合搭接接头无针搅拌摩擦焊的前期研究.pdfVIP

·２６ · 重 型 机 械　　 　　　　　　　　　　　　　　　　２０１５Ｎｏ２ Ａｌ／Ａｌ、Ａｌ／Ｃｕ组合搭接接头无针搅拌摩擦焊 的前期研究 １，２ ２ ２ ２ ２ 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２０ ｍｍ和３０ ｍｍ 的无针搅拌工具对 厚约２ ｍｍ 的Ａｌ／Ａｌ、Ａｌ／Ｃｕ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Ａｌ／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）０２－００２６ －０５ Ｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ ｏｎ ｆｒｉｃｔｉｏｎ ｓｔｉｒ ｌａｐ ｗｅｌｄｉｎｇ ｏｆＡｌ／Ａｌ ａｎｄ Ａｌ／Ｃｕ ｕｓｉｎｇ ａ ｐｉｎ ｆｒｅｅ ｔｏｏｌ ＷＵ Ｌｉａｎｇ，ＰＥＮＧＬｅｉ，ＷＥＩ Ｚｈｉｙｉ，ＳＵ Ｚｈｅｎｈｕａ （１Ｘｉａｎ Ｊｉａｏｔｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉａｎ７１００４９，Ｃｈｉｎａ； ２Ｃｈｉｎａ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｈｅａｖｙ Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｘｉａｎ７１００３２，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏ ｅｌｉｍｉｎａｔｅ ｔｈｅ ｋｅｙｈｏｌｅ ａｎｄ ｗｅａｒｏｆｐｉｎ ｂｙ ｓｔｒｏｎｇｂａｓｅ ｍｅｔａｌ，ｆｒｉｃｔｉｏｎ ｓｔｉｒｌａｐ ｗｅｌｄｉｎｇ （ＦＳＬＷ）ｏｆ Ａｌ／Ａｌ ａｎｄ Ａｌ／Ｃｕ ｓｈｅｅｔｓ （ｅａｃｈ ｏｎｅ ｗａｓ２ ｍｍ ｔｈｉｃｋ）ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｓ ｕｓｉｎｇ ａ ｐｉｎ ｆｒｅｅ ｔｏｏｌ （２０ ｍｍ ａｎｄ ３０ ｍｍ ｄｉａｍｅｔｅｒ ｓｈｏｕｌｄｅｒ）ｗｅｒｅ ｃｏｎｄｕｃｔｅｄ ｕｎｄｅｒｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｓ，ｎａｍｅｌｙ，ｔｈｅ ｅｄｇｅ ｏｆｔｈｅ ｔｏｐ ｓｈｅｅｔ ｏｆＡｌｗａｓ ｉｎ ｆｒｅｅ ｓｔａｔｅ ｏｒ ｗａｓ ｃｏｎｓｔｒａｉｎｅｄ ｂｙ ｊｉｇ．Ｉｔ ｗａｓ ｆｏｕｎｄ ｔｈａｔ Ａｌ／Ａｌ ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ （ｓｏｆｔ ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ）ｃｏｕｌｄ ｂｅ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｊｏｉｎｅｄ ｒｅｇａｒｄｌｅｓｓ ｏｆ ｉｎｉｔｉａｌ ｃｏｎｓｔｒａｉｎｔ ｔｙｐｅ ｂｅｆｏｒｅ ｗｅｌｄｉｎｇ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｆｏｒ Ａｌ／Ｃｕ ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ，ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｅｄｇｅ ｏｆｔｈｅ ｔｏｐ ｓｈｅｅｔ ｗａｓ ｎｏｔ ｆｉｘｅｄ ｂｙ ｊｉｇ （ｉｎ ｆｒｅｅ ｓｔａｔｅ），ｓｏｕｎｄ ｊｏｉｎｔ ｗａｓ ｒｅｌｉａｂｌｙ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｏｗｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｓｐｒｅａｄｉｎｇ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎａｔｔｈｅｅｄｇｅｏｆｔｈｅｔｏｐ ｓｈｅｅｔ，ｗｈｉｌｅｗｈｅｎｔｈｅｅｄ