机械工程学报

作者：徐永生, 杨新岐, 唐文珅, 靳立辉, 姚长娟, 刘旭光

单位：1. 天津大学材料科学与工程学院 天津 300350;2. 天津环博科技股份有限责任公司 天津 300071

关键词：TU1无氧铜,搅拌摩擦焊,组织特征,力学性能,电导率；

基金：天津市科技支撑重点资助项目(19YFZCGX01060)。

针对单晶炉用4 mm板厚TU1铜部件进行对接搅拌摩擦焊(Friction stir welding，FSW)工艺试验，探讨焊接工艺参数对焊缝成形、组织特征、力学性能及导电率的影响规律。结果表明，在主轴转速ω=300～1 000 r/min与焊接速度v=60～200 mm/min范围内均可获得表面光滑无内部缺陷的对接焊缝，接头外观尺寸可精确控制且基本无残余焊接变形。接头主要由焊核(Stirring zone，SZ)、热影响区(Heat affect zone, HAZ)及母材(Base material，BM)组成，未观察到热力影响区(Thermal mechanical affect zone, TMAZ)。在300 r/min下SZ和HAZ晶粒组织具有明显差异，随主轴转速增加SZ与HAZ组织差异不断减小。在800 r/min时可获得SZ和HAZ与母材基本相同晶粒组织特征，焊接速度变化对SZ和HAZ组织差异影响较小。接头硬度分布不均匀，当转速超过600 r/min时SZ和HAZ存在明显软化现象，最薄弱区位于HAZ。接头电导率在99.5%～102.5%IACS范围变化，其中SZ电导率优于BM、而HAZ电导率低于BM。在焊接工艺300 r/min-60 mm/min下接头抗拉强度达到BM的90%以上，断后伸长率为14.5%以上；断口呈现优异韧性断裂特征。

来源：2023年第14期

《机械工程学报》期刊编辑部

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