水处理搅拌摩擦焊

搅拌摩擦焊的混合行为

图 5 示出的是异种材料的搅拌摩擦焊 Al6061和 Al2024 铝合金搭接接头的横截面金相图 (其中黑色部分为 Al2024 铝合金材料) 。 从图 5 中位置 A 和位置 B ，可以明显地观察到 ，无论在焊缝的前进面还是回转面 ，都存在非常精细的 Al6061 和 Al2024 铝合金的薄层间混结构。 然而 ，在搅拌头肩台的正下方区域 ，如图 6 中的位置 C 处 ，却没有观察到明显的Al6061 铝合金和 Al2024 铝合金的薄层间混结构。另外在 Al6061 和 Al2024 铝合金的薄层间混结构中的相互界面位置存在可以忽略的化学混合和热扩散混 合。 这 样 的 类 似 结 果 ，水处理搅拌摩擦焊， 在 Al6082/ Al5083 和Al 2024/ Al6061异种材料的对接搅拌摩擦焊试验中也 得 到 了 证 实[8 ] 。 Murr 等[9 ，10 ] 在 Al 6061/ Cu、Al 6061/ Cu、Al 2 024/ Al 6061、Al 2024/ Al 1100 和 Al2024/ Al 7039 异种材料搅拌摩擦焊试验中得到的螺旋以及涡旋间混结构进行了仔细分析 ，认为材料的屈服强度上的差别影响了材料的动态再结晶 ，从而造成了异种材料薄层结构间的超塑性流变 ，航空搅拌摩擦焊，而且所有的层状混合出现的温度都小于 0. 7 Tm ( Tm 是铝合金母材的熔点) 。

搅拌摩擦焊技术（一）－搅拌摩擦焊的基本原理

近年来，为了保护环境、节约能源，人们强烈希望汽车、飞机、机车车辆、船舶等运输机械轻量化。为此，积极开发、研制适用于这些运输机械的轻金属材料，例如铝及其铝合金。    铝及其铝合金材料由于重量轻、抗腐蚀、易成形等优点；随着新型硬铝、超硬铝等材料的出现，使得这类材料的性能不断提高，因而在航空、航天、高速列车、高速舰船、汽车等工业制造领域得到了越来越广泛的应用。除了运输机械外，土木建筑、桥梁等领域也引入了铝及其铝合金。这些结构的安装连接主要以焊接为主要连接方式。在铝及其铝合金的焊接中，存在的主要问题之一是由于它的膨胀系数大而在焊接时产生较大的变形。为了防止变形，在施工现场，必须采用胎卡具固定，和由培训过的熟练工人操作。因为铝及其铝合金容易氧化，表面存在一层致密、坚固难熔的氧化膜，搅拌摩擦焊，所以焊前要求对其表面进行去膜处理；焊接时，要用氩等惰性气体进行保护。铝及铝合金焊接时，海洋设备搅拌摩擦焊，易产生气孔、热裂纹等缺陷，也是焊接时必须注意的问题。对于热处理型铝合金来说，必须避免在焊接时热影响区产生软化，强度降低的问题。为了解决铝及铝合金熔化焊时出现的以上问题，开发研制出一种新的固相焊接方法，即搅拌摩擦焊。

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