搅拌针长度对搅拌摩擦搭接焊铝合金/钢异种材料接头组织性能的影响

作     者：武晓燕 罗巍 江海涛 Wu Xiaoyan;Luo Wei;Jiang Haitao

作者机构：北京科技大学高效轧制与智能制造国家工程研究中心北京100083 

出 版 物：《稀有金属材料与工程》 (Rare Metal Materials and Engineering)

年 卷 期：2022年第51卷第9期

页      面：3197-3203页

核心收录：

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：Fundamental Research Funds for the Central Universities (FRF-TP-19-083A1) 

主　　题：搅拌摩擦搭接焊 搅拌针长度 金属间化合物 失效载荷 

摘      要：通过搅拌摩擦搭接焊接6061铝合金/QP980钢异种材料,讨论了搅拌针长度(1.5和2.1 mm)对焊接接头组织和性能的影响。结果表明,6061铝合金/QP980钢搅拌摩擦搭接焊接头分为3层结构:上层为铝合金层,中间层为Fe、Al及金属间化合物混合层状结构,下层为钢层。其中,当搅拌针长2.1 mm时,铝合金层含有散落的钢碎片。在中间层检测到2种金属间化合物,靠近Al的深灰色层为Fe_(4)Al_(13)相,靠近钢的是Fe_(2)Al_(5)相。随着搅拌针长度的增加,接头的失效载荷从4 kN降低到3 kN。短探针焊接的接头在接合界面处断裂,而长探针焊接的接头在铝和钢的混合区断裂。孔洞缺陷和钢碎片是导致断裂位置发生变化的主要原因。此外,嵌入铝基体中的铁屑在变形过程中起应力集中和裂纹萌生的作用,降低了接头的力学性能。