【摘 要】
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搅拌摩擦铆焊（Friction stir rivet welding,FSRW）是在搅拌摩擦焊基础上发展而来的一种连接技术,兼具机械铆接和冶金结合双重连接。本文对2 mm厚的1060铝合金和T2紫铜进行了 FSRW试验,研究了焊接参数对接头成形和力学性能的影响规律,并通过优化工艺参数提高了接头的力学性能。得出结论如下:铝/铜异材搅拌摩擦铆焊接头宏观成形良好,中心存在匙孔,铜柱与铝板和铜板发生材料间
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搅拌摩擦铆焊（Friction stir rivet welding,FSRW）是在搅拌摩擦焊基础上发展而来的一种连接技术,兼具机械铆接和冶金结合双重连接。本文对2 mm厚的1060铝合金和T2紫铜进行了 FSRW试验,研究了焊接参数对接头成形和力学性能的影响规律,并通过优化工艺参数提高了接头的力学性能。得出结论如下:铝/铜异材搅拌摩擦铆焊接头宏观成形良好,中心存在匙孔,铜柱与铝板和铜板发生材料间的机械互锁和冶金结合形成完整的接头。焊接热输入不足时,铜/铜界面会出现弱连接缺陷。铝/铜界面间发生了原子扩散,生成连续的金属间化合物（Intermetallic Compound,IMC）层。铜侧连续IMC层为CuAl,铝侧连续IMC层为CuAl2。搅拌摩擦铆焊接头上板的显微硬度值由铝母材至匙孔呈升高的趋势,下板的显微硬度值硬度随与焊点中心距离的增加呈先上升后下降的趋势。随着焊接热输入的增多,上板整体显微硬度值呈先上升后下降的趋势,下板整体显微硬度值变化不明显。接头的拉剪载荷随焊接热输入的增加呈先上升后下降的趋势。所有工艺参数下接头均断裂于搭接界面,属于剪切断裂;参数不佳时,断裂模式为塑性与脆性混合断裂;参数合适时,断裂模式为塑性断裂。焊接参数对接头拉剪载荷的影响由大到小依次为轴肩下压量,停留时间,搅拌头转速,其中轴肩下压量的贡献率超过50%。最优工艺参数组合为搅拌头转速1200rpm、停留时间15 s、轴肩下压量0.1 mm,此时接头拉剪载荷可达5.517 kN。
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