工艺参数对铜/钢搅拌摩擦焊焊缝成形的影响
发布时间:2014-07-09 06:00
作者:互联网
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在航空航天、
核电站、
冶金等工业制造中都能见到
钢与
铜或
铜合金之间所形成的复合零部件
焊接接头。钢与铜或铜
合金连接可以形成能满足各种特殊
需求的
金属结构,特别是要求既具有高
强度,又要有高导电和
导热性能的
工件,同时可以降低
成本。由于铜
和钢这两种
金属在化学性质、物理和力学性能等方面都有很大差异,容易在焊接接头中产生
应力集中,导致焊接
裂纹,因此焊接难度大。铜与钢的焊接有
熔化焊和固态焊。用熔化焊焊接铜与钢时,焊接
工艺复杂,接头易产生
缺陷;惯性
摩擦焊焊接铜与钢,可获得良好接头质量,但其焊接对象主要是回转体,受被焊工件几何形状的限制。搅拌
摩擦焊(FSW)是
英国焊接研究所提出的一种新型固态连接方法,它可以对多种熔化
焊接性差的有色金属进行可靠的连接。目前,国内外学者的研究主要集中在同种材料的FSW工艺及性能方面,对异种材料的FSW研究较少,主要有
铝与铜、铝与钢。在铜与钢的FSW方面,仅南昌航空大学对Q235
低碳钢板和T2
紫铜板成功进行了焊接。通过对
厚板紫铜与低
碳钢FSW进行了工艺研究,重点分析了工艺参数对焊缝成形的影响。试验材料为Q235
低碳钢板和T2紫铜板。试验采用钢锁底接头形式。试验用的低
碳钢板厚度为12mm,紫铜板厚度为10mm。搅拌头轴肩直径为26mm,带右
螺纹搅拌针直径为10mm。用自制的焊接
夹具在
铣床改装成的FSW机上进行焊接试验,搅拌头的转速为475~750r/min,焊接速度为23.5~75mm/min。FSW时,搅拌头旋转并向前运动,焊缝两侧金属受搅拌头作用程度不同。搅拌头旋转速度越高,焊接温度越高,焊缝表面氧化越严重;焊接速度越大,底面钢
流动性越差,填充越不充分,底面出现缺陷的现象越严重。选用右螺纹搅拌针的搅拌头进行焊接时,最易在焊核区
底部出现
孔洞型缺陷。搅拌头旋转速度为475r/min、焊接速度为47.5mm/min时能获得无缺陷的铜/钢FSW接头。(榕霖)
备注:数据仅供参考,不作为投资依据。