机械工程学报

作者：张昌青, 秦卓, 荣琛, 师文辰, 王树文, 王希靖

单位：兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室 兰州 730050

关键词：H62黄铜,微搅拌摩擦焊,过程分析,显微组织,抗拉强度；

基金：兰州理工大学有色金属先进加工与回收国家重点实验室学校技术基金资助项目（02018006）。

铜及铜合金的微连接可在航空技术、电子技术及能源技术等方面广泛应用，但材料的软化温度高、薄板焊缝区塑性金属减少带来的摩擦产热减少、薄板比表面积增大带来的传热速度快等问题，使得微搅拌摩擦焊接（Micro friction stir welding，μFSW）工艺过程易产生焊接缺陷而不利于接头成形。以0.6 mm厚的超薄板H62黄铜为研究对象，开展对接焊接试验研究，深入研究不同工艺参数下接头的微观组织、力学性能及断口形貌，进而优化工艺参数；在此基础上，分析该工艺过程中温度、轴向力和横向力的变化规律。研究表明：工艺优化后的焊缝成形良好，接头最大抗拉强度达370 MPa，约母材（Base metal，BM）的92.5%；焊缝处的热影响区（Heat affected zone，HAZ）、热机影响区（Thermo-mechanically affected zone，TMAZ）、焊核区（Nugget zone，NZ）存在明显的分界线，且NZ在横向和纵向上晶粒形状和尺寸存在不均匀性，NZ硬度最高约为155.4 HV（约BM的119.5%），断裂失效易发生在硬度最小的位置（Advancing side of the weld，AS），其失效机理为韧性断裂。在μFSW过程，稳定的轴向力和横向力可提供适当的热输入量以及更好的挤压和搅拌作用，从而得到性能良好的焊缝。通过对高熔点铜及其合金超薄板的搅拌摩擦焊的基础研究，从而为微连接技术的材料推广提供技术支撑。

来源：2020年第12期

《机械工程学报》期刊编辑部

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