外加热源对铝-铜搅拌摩擦焊对接的影响

赵鹏程; 沈以赴; 黄国强; 郑其贤

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

外加热源对铝-铜搅拌摩擦焊对接的影响

赵鹏程, 沈以赴, 黄国强, 郑其贤

文章导航 > 焊接学报 > 2017 > 38(6): 69-72,109

赵鹏程, 沈以赴, 黄国强, 郑其贤. 外加热源对铝-铜搅拌摩擦焊对接的影响[J]. 焊接学报, 2017, 38(6): 69-72,109.

引用本文:

赵鹏程, 沈以赴, 黄国强, 郑其贤. 外加热源对铝-铜搅拌摩擦焊对接的影响[J]. 焊接学报, 2017, 38(6): 69-72,109.

ZHAO Pengcheng, SHEN Yifu, HUANG Guoqaing, ZHENG Qixian. Effect of external heat source on friction stir butt welding of Al/Cu dissimilar metal[J]. TRANSACTIONS OF THE CHINA WELDING INSTITUTION, 2017, 38(6): 69-72,109.

Citation:

ZHAO Pengcheng, SHEN Yifu, HUANG Guoqaing, ZHENG Qixian. Effect of external heat source on friction stir butt welding of Al/Cu dissimilar metal[J]. TRANSACTIONS OF THE CHINA WELDING INSTITUTION, 2017, 38(6): 69-72,109.

外加热源对铝-铜搅拌摩擦焊对接的影响

南京航空航天大学材料科学与技术学院, 南京 210016

基金项目: 国家自然科学基金资助项目（51475232）；江苏高等教育机构重点学科建设项目（PAPD）；大学研究生创新中心的基础和中央高校基本科研基金

Effect of external heat source on friction stir butt welding of Al/Cu dissimilar metal

College of Materials Science and Technology, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, Nanjing 210016, China

摘要: 为了改善铝-铜搅拌摩擦焊对接接头的焊缝接头性能，文中采用对焊缝铜一侧引入外加热源的方法，来增加焊接热输入，提高铜侧材料的软化程度.结果表明，外加热源能够有效提高焊缝部位铜一侧的焊接温度，从而增加焊接过程中铜一侧的塑化流动性，形成成形良好的焊接接头.通过焊缝的物相对比可知，外加热源引起的温度场的改变，有效地减少了焊缝中CuAl，CuAl₂等中间相的含量，增加了铜颗粒在焊缝中的含量.在力学性能上表现为有外加热源的焊缝拉伸强度较高，显微硬度分布均匀.
- 搅拌摩擦焊 /
- 异种合金 /
- 外加热源 /
- 温度场
Abstract: An external heat source was used to change the temperature distribution around the pin in the friction stir butt welding system of Al/Cu dissimilar metal to improve the mechanical properties of the welded joint. The results show that the external heat source increased the temperature at copper side obviously, which also increased the fluidity of weld joint. The change of temperature field decreased the content of CuAl and CuAl₂ in the weld joint through XRD spectrums, and increased the content of copper particle. All of this resulted in the increase in the tensile strength of the weld joint and a uniform distribution of microhardness around the welding line.
- friction stir welding /
- dissimilar metal /
- external heat source /
- temperature field

[1]	Weigl M, Albert F, Schmidt M. Enhancing the ductility of laser-welded copper-aluminum connections by using adapted filler materials[J]. Physics Procedia, 2011(12): 332-338.
[2]	刘会杰, 刘超, 沈俊军, 等. 铝-铜的搅拌摩擦焊研究[J]. 焊接, 2009(9): 11-15. Liu Huijie, Liu Chao, Shen Junjun, et al. Progress in friction stir welding of aluminum to copper[J]. Welding & Joining, 2009(9): 11-15.
[3]	Xue P, Ni D R, Wang D, et al. Effect of friction stir welding parameters on the microstructure and mechanical properties of the dissimilar Al-Cu joints[J]. Materials Science and Engineering: A, 2011, 528(13): 4683-4689.
[4]	Galvao I, Loureiro A, Rodrigues D M. Critical review on friction stir welding of aluminium to copper[J]. Science and Technology of Welding and Joining, 2016, 21(7): 523-546.
[5]	吴小伟, 沈以赴, 李博, 等. 铝-铜搅拌摩擦焊搭接焊缝共晶组织形成与抑制[J]. 焊接学报, 2014, 35(1): 87-90. Wu Xiaowei, Shen Yifu, Li Bo, et al. Formation and inhibition of eutectics in Al/Cu dissimilar metal lap joint[J]. Transactions of the China Welding Institution, 2014, 35(1): 87-90.
[6]	Esmaeili A, Rajani H R Z, Sharbati M, et al. The role of rotation speed on intermetallic compounds formation and mechanical behavior of friction stir welded brass/aluminum 1050 couple[J]. Intermetallics, 2011, 19(11): 1711-1719.
[7]	Fagan T,Lemiale V, Nairn J, et al. Detailed thermal and material flow analyses of friction stir forming using a three-dimensional particle based model[J]. Journal of Materials Processing Technology, 2016, 231: 422-430.
[8]	Kerrar G, Merah N, Shuaib A N, et al. Experimental and Numerical Investigations of friction stir welding of aluminum to copper[C]//Applied Mechanics, Behavior of Materials, and Engineering Systems. Springer International Publishing, 2017: 129-138.
[9]	李继忠, 赵华夏, 栾国红. 铝合金搅拌摩擦焊物理场三维数值模拟[J]. 焊接学报, 2016, 37(5): 16-19.Li Jizhong, Zhao Huaxia, Luan Guohong. 3D numerical simulation of physical fields of friction stir welding for aluminum alloy[J]. Transactions of the China Welding Institution, 2016, 37(5): 16-19.

[1]	杨诚乐, 史清宇, 武传松, 陈高强. 搅拌摩擦焊温度场的数字孪生建模方法 . 焊接学报, 2021, 42(3): 1-6. doi: 10.12073/j.hjxb.20201228001
[2]	徐波, 但楚臣, 何兆坤, 姬书得, 吕赞. 镁/铝合金回填式搅拌摩擦点焊的组织与性能 . 焊接学报, 2019, 40(11): 106-110. doi: 10.12073/j.hjxb.2019400296
[3]	江旭东1,黄俊1,周琦1,王克鸿1,孙宏宇2. 铝-铜异种材料对接搅拌摩擦焊温度场数值模拟 . 焊接学报, 2018, 39(3): 16-20. doi: 10.12073/j.hjxb.2018390060
[4]	许志武, 李政玮, 冯艳, 闫久春. 静轴肩辅助铝镁搅拌摩擦搭接接头的组织与性能 . 焊接学报, 2017, 38(4): 1-6. doi: 10.12073/j.hjxb.20170401
[5]	李继忠, 赵华夏, 栾国红. 铝合金搅拌摩擦焊物理场三维数值模拟 . 焊接学报, 2016, 37(5): 15-18.
[6]	刘震磊, 崔祜涛, 姬书得, 徐敏强, 孟祥晨. 温度峰值影响6061铝/AZ31B镁异种材料FSW接头成形的规律 . 焊接学报, 2016, 37(6): 23-26.
[7]	郭柱, 朱浩, 崔少朋, 王彦红. 7075铝合金搅拌摩擦焊接头温度场及残余应力场的有限元模拟 . 焊接学报, 2015, 36(2): 92-96.
[8]	李敬勇, 赵阳阳, 亢晓亮. 搅拌摩擦焊过程中搅拌头温度场分布特征 . 焊接学报, 2014, 35(3): 66-70.
[9]	杜岩峰, 白景彬, 田志杰, 李劲松, 张彦华. 2219铝合金搅拌摩擦焊温度场的三维实体耦合数值模拟 . 焊接学报, 2014, 35(8): 57-60,70.
[10]	张磊, 秦国梁, 张春波, 赵玉珊, 周军. 钢管径向摩擦焊温度场数值模拟 . 焊接学报, 2013, (11): 32-36.
[11]	鄢东洋, 史清宇, 吴爱萍, SilvanusJuergen, 刘园. 搅拌摩擦焊接过程的试验测量及分析 . 焊接学报, 2010, (2): 67-70.
[12]	周水亮, 陶军, 杜欲晓, 郭德伦. 细晶粒钛合金薄板TIG焊温度场分析 . 焊接学报, 2010, (12): 33-36.
[13]	封小松, 陈树海, 李俐群, 陈彦宾. 铝/钛异种合金激光熔钎焊接头温度分布 . 焊接学报, 2009, (10): 9-12,16.
[14]	朱文峰, 徐春. 高速列车铝合金车身双热源搅拌摩擦焊仿真 . 焊接学报, 2008, (10): 45-49.
[15]	余淑荣, 熊进辉, 樊丁, 陈剑虹. 异厚度铝合金薄板激光拼焊温度场数值模拟 . 焊接学报, 2007, (5): 17-20.
[16]	李红克, 史清宇, 赵海燕, 李亭. 热量自适应搅拌摩擦焊热源模型 . 焊接学报, 2006, (11): 81-85.
[17]	王希靖, 韩晓辉, 郭瑞杰, 李晶. 搅拌摩擦焊接过程温度场数值模拟 . 焊接学报, 2005, (12): 17-20.
[18]	徐文立, 孟庆国, 方洪渊, 徐广印. 高强铝合金板双丝焊温度场 . 焊接学报, 2004, (3): 11-14.
[19]	李菊, 关桥, 史耀武, 郭德伦, 张崇显, 杜欲晓. 钛合金薄板带热沉的TIG焊温度场 . 焊接学报, 2003, (1): 69-72.
[20]	邹增大, 王新洪, 曲仕尧. 白口铸铁焊补温度场的数值模拟 . 焊接学报, 1999, (1): 24-29.

点击查看大图

计量

文章访问数: 631
HTML全文浏览量: 2
PDF下载量: 445
被引次数: 0

外加热源对铝-铜搅拌摩擦焊对接的影响

南京航空航天大学材料科学与技术学院, 南京 210016

收稿日期: 2017-02-17

关键词:

摘要: 为了改善铝-铜搅拌摩擦焊对接接头的焊缝接头性能，文中采用对焊缝铜一侧引入外加热源的方法，来增加焊接热输入，提高铜侧材料的软化程度.结果表明，外加热源能够有效提高焊缝部位铜一侧的焊接温度，从而增加焊接过程中铜一侧的塑化流动性，形成成形良好的焊接接头.通过焊缝的物相对比可知，外加热源引起的温度场的改变，有效地减少了焊缝中CuAl，CuAl₂等中间相的含量，增加了铜颗粒在焊缝中的含量.在力学性能上表现为有外加热源的焊缝拉伸强度较高，显微硬度分布均匀.