机械工程学报

作者：张敏, 相倩, 吕念春, 薛鹏, 倪丁瑞, 马宗义

单位：1. 中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心 沈阳 110016;2. 上海交通大学材料科学与工程学院 上海 200240;3. 沈阳理工大学材料科学与工程学院 沈阳 110168

关键词：搅拌摩擦焊,异种金属接头,金属间化合物,微观组织,力学性能；

基金：国家自然科学基金资助项目（51671190，U1760201）。

铝合金与钢的异种连接是汽车轻量化制造的关键，然而采用传统的熔化焊工艺很难得到高质量焊缝。本文选用不同尺寸的焊接工具对1.2 mm厚的5182铝合金和DP1180高强钢进行搅拌摩擦搭焊。微观组织分析表明，在转速为800 r/min，焊接速度为50 mm/min的参数条件下，采用两种尺寸的工具均可得到无缺陷的接头，且小尺寸工具条件下接头生成明显的“Hook”缺陷，采用大尺寸工具时“Hook”缺陷显著弱化，此时铝和钢的反应充分，堆垛层状结构更为明显。由于堆垛层状结构中金属间化合物的存在，界面附近硬度波动较大，最高硬度可达641 HV，明显高于钢母材。采用小尺寸工具时，由于搭接面积较小，接头拉伸剪切性能较差，全部沿界面开裂；而采用大尺寸工具时，当铝合金位于前进侧的条件下接头性能优异，断裂于铝合金侧，最大剪切力高达3.42 kN，表明对铝-钢异种金属进行搅拌摩擦搭接可获得高质量的焊接效果。

来源：2020年第6期

《机械工程学报》期刊编辑部

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