【摘 要】
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铝合金/纯铜异质金属-搅拌摩擦连接接头,具有材料成本低,导电导热性能优异等特点,在发电、化工、航空航天、运输和电子等行业得到了广泛的应用。铝合金/纯铜异质金属FSJ相对于传统的熔化焊、钎焊、压力焊等,接头不易产生气孔,裂纹等缺陷,有利于提高接头的力学性能。本文开展3mm厚的6061-T6铝合金与T2纯铜进行了搅拌摩擦连接对接和搭接实验。分析不同工艺参数下FSJ接头的表面宏观形貌、微观组织、力学性能
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铝合金/纯铜异质金属-搅拌摩擦连接接头,具有材料成本低,导电导热性能优异等特点,在发电、化工、航空航天、运输和电子等行业得到了广泛的应用。铝合金/纯铜异质金属FSJ相对于传统的熔化焊、钎焊、压力焊等,接头不易产生气孔,裂纹等缺陷,有利于提高接头的力学性能。本文开展3mm厚的6061-T6铝合金与T2纯铜进行了搅拌摩擦连接对接和搭接实验。分析不同工艺参数下FSJ接头的表面宏观形貌、微观组织、力学性能等。具体研究内容如下:(1)在6061-T6铝合金/T2纯铜搅拌摩擦连接搭接实验中,研究板材位置以及工艺参数对连接区域表面形貌的影响。研究表明当铜板置于上层板时,铝板易出现过熔化现象,接头表面易出现缺陷。铝板在上时,可在较宽的工艺参数范围内,获得表面成型优良的接头。(2)在6061-T6铝合金/T2纯铜搅拌摩擦连接对接实验中,分别研究了直线型轨迹搅拌摩擦连接、加辅助板直线型轨迹搅拌摩擦连接、加辅助版S型轨迹搅拌摩擦连接三种工艺对接头成型性的影响,确定出6061-T6铝合金/T2纯铜搅拌摩擦连接对接的最优工艺。(3)研究了不同工艺参数对搅拌摩擦连接搭接/对接接头力学性能的影响规律。研究表明,获得力学性能优良的搭接接头的工艺参数范围较广。在转速为700r/min,焊接速度为150mm/min时,搭接接头抗拉强度达到最高为218.5MPa。..获得力学性能优异的对接接头力学性能的工艺参数范围较窄,仅在主轴转速为800r/min时,接头力学性能较为优异,其抗拉强度最高可达195.9MPa。(4)研究了搅拌摩擦连接搭接/对接接头的微观组织,并分析了工艺参数对搭接接头焊核区晶粒的影响规律。结果表明,随着转速以及焊接速度的提升,晶粒的细化程度得到进一步提高。搭接/对接接头的焊核区晶粒呈细小的等轴状,热机影响区晶粒发生扭曲变形,热影响区晶粒形态与母材组织相似,并伴随一定的粗化现象。(5)对搅拌摩擦连接搭接/对接接头进行XRD与EDS分析,研究发现A1、Cu两种元素仅在铝合金/纯铜结合面附近处不等比混合。对搭接/对接接头进行XRD分析,发现接头处均无金属间化合物生成。图[46]表[6]参[69]
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