钢铝搅拌摩擦焊搭接接头的机械结合与冶金结合方式

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作   者：

林健;  赵海峰;  雷永平;  赵翀;  吴中伟; 

作者机构：

北京工业大学材料科学与工程学院北京; 

关键词：

失效模式;  钢/铝异种材料接头;  搅拌摩擦焊;  界面层;  接头强度; 

期刊名称：

机械工程学报

基金项目：

板级焊点结构的热疲劳性能与机械疲劳性能研究
低银无铅焊膏制备及板级封装部件跌落与振动焊点可靠性研究

i s s n：

0577-6686

年卷期：

2015 年 16 期

页   码：

106-112

摘   要：

为了在汽车制造业中实现节能环保的目的,铝合金在车身材料中的应用是实现汽车结构轻量化的重要途径。然而,钢/铝异种材料的连接问题尚未得到解决。考虑采用搅拌摩擦焊方法连接钢/铝异种材料,通过控制搅拌针的压入量,获得两种不同结合方式的接头:一种是搅拌针进入钢材中,形成机械+冶金结合的接头;另一种是搅拌针不进入钢材中,仅通过热传递的方式将摩擦热量传输到钢/铝冶金界面上形成冶金结合的接头。对形成的异种材料接头进行剪切测试和连接界面观察。研究结果表明,钢板上的镀锌层对钢/铝接头的形成具有重要影响。在机械+冶金结合的接头中,钢/铝之间的冶金界面层较厚,主要由Al、Zn元素组成;而在冶金结合接头中,界面层的厚度仅为2~3μm,且主要由Fe、Al元素组成,并对影响接头强度的影响因素进行探讨。