汽车用铝钢无匙孔搅拌摩擦点焊接头组织及界面特征研究

作     者：张忠科 蒋常铭 李轩柏 熊建强 童辉 ZHANG Zhongke;JIANG Changming;LI Xuanbai;XIONG Jianqiang;TONG Hui

作者机构：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 上海汽车集团股份有限公司商用车技术中心上海200438 

出 版 物：《材料导报》 (Materials Reports)

年 卷 期：2023年第37卷第5期

页      面：176-181页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0806[工学-冶金工程] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：甘肃省科技重大专项(18ZD2GC013) 上汽集团种子基金(T244)。 

主　　题：无匙孔搅拌摩擦点焊 异种金属 铝合金 镀锌钢板 界面行为 

摘      要：随着轻量化技术的发展,镀锌钢板与铝合金等异种金属连接在现代汽车工业中的应用越来越多,回抽式无匙孔搅拌摩擦点焊具有热输入低、焊缝晶粒细小、接头力学性能高等优点,在铝合金等轻金属焊接领域具有很大的优势。本工作使用回抽式搅拌摩擦点焊技术,成功实现了0.7 mm厚的镀锌钢板与2 mm厚的铝合金板的无匙孔搅拌摩擦点焊连接。在不同的焊接转速下,对铝钢异种金属进行无匙孔搅拌摩擦点焊实验研究,分析了无匙孔搅拌摩擦点焊接头的剪切性能、断口形貌、各区微观组织、界面区特征及连接机理。研究结果表明,转速为1 200 r/min、压入量为0.2 mm、焊接时间为15 s时焊接接头最佳,具有最好的力学拉伸性能,断裂位置为热机影响区;通过扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)对接头的微观形貌以及断口形貌进行观察分析发现,在搅拌区接头界面形成了约6μm厚的金属间化合物,为AlFe_(3)、Al_(13)Fe_(4)、AlFe;各位置处金属间化物的形貌与厚度不同,断裂方式为混合断裂机制,界面处的连接为机械结合和冶金结合两种接合方式。