论文部分内容阅读
本文采用连续驱动摩擦焊工艺对Cu/Al异种金属进行了摩擦焊接,利用金相显微镜、扫描电镜、X衍射分析仪、涡流电导仪、拉伸试验、弯曲试验、硬度试验及腐蚀试验等研究了Cu/Al异种金属的微观组织、力学性能、导电性能及耐蚀性能,确定出最佳的连续驱动摩擦焊工艺参数,得出以下研究结果:研究了摩擦焊工艺参数对Cu/Al摩擦焊试样组织及性能的影响。当主轴转速为200r/min,摩擦时间为6s,顶锻压力为400MPa时,Cu/Al摩擦焊接头具有良好的力学性能。Cu/Al摩擦焊接试样在室温下弯曲90°后,摩擦焊接头区没有裂纹,结合良好,并比工业纯铝具有更高的弯曲强度。Cu/Al摩擦焊试样拉伸试验结果表明,试样在铝侧产生较大的均匀变形后发生断裂,Cu/Al摩擦焊接头比工业纯铝具有更高的抗拉强度。将直径为25 mm的Cu/Al摩擦焊试样在室温下压缩成厚度为8mm的板试样后,摩擦焊接头结合良好,没有裂纹,试样具有良好的冷成形性能。Cu/Al摩擦焊接试样导电试验表明,焊缝处的导电率在铜与铝之间,满足电力等工业中的应用要求。Cu/Al摩擦焊接试样显微组织分析表明,焊接试样心部Cu/Al结合面具有锯齿形和平直形特征,界面区的铜侧基体铜晶粒比母材铜晶粒更细小;焊接试样表层Cu/Al界面区铜基体具有不规则的铜颗粒,铝晶粒沿轧制方向伸长。研究了热处理温度对Cu/Al摩擦焊试样组织及性能的影响,热处理加热温度分别是200℃、300℃、400℃和500℃。结果表明,当热处理温度为300℃时,Cu/Al焊接界面产生较薄的不连续的扩散层,界面区导电率由75%增加到77%,然后,随热处理温度的升高,电导率减小。弯曲试验发现,当退火温度400℃时,弯曲角度为35°时,Cu/Al焊缝处出现开裂。采用全浸试验研究摩擦焊试样分别在0.5%NaCl、3.5%NaCl和5%NaCl溶液中进行耐腐蚀性能试验,腐蚀时间为24h、48h、96h、168h、336h。结果表明,当3.5%NaCl中腐蚀24h时,焊接试样的腐蚀速率约为0.2g?m2·h;当腐蚀时间为96h时,试样在三种溶液中的腐蚀速率均达到最大值。随腐蚀时间增长,焊接试样铝侧点蚀坑数量增多,同时尺寸增大。