鋼-鋁熱致攪拌摩擦點焊工藝研究

胥　鍇，崔　強，崔琪睿

（1.安徽機電職業(yè)技術(shù)學院 機械工程系,安徽 蕪湖 241000；2.西北工業(yè)大學 理學院，陜西 西安 710072）

汽車輕量化主要是通過采用高比強度、高比剛度的新型材料制造車身、底盤和動力系統(tǒng)來實現(xiàn)的。目前，用于制造輕量化汽車的新材料主要包括高強度鋼、鋁合金、鎂合金和復(fù)合材料等。鋼-鋁復(fù)合結(jié)構(gòu)能充分發(fā)揮這兩種材料的優(yōu)勢，在汽車和飛機制造等領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景，但是異種金屬的優(yōu)質(zhì)高效連接是制約制造鋼-鋁復(fù)合構(gòu)件的最大技術(shù)瓶頸［1－5］。汽車零部件的焊接多以點焊為主，而鋼-鋁混合車身不能通過傳統(tǒng)的電阻點焊完成。為此，有必要研究和開發(fā)一種新型的焊接工藝來滿足鋼-鋁的可靠焊接的需要［6－9］。

鋼-鋁復(fù)合結(jié)構(gòu)的車身會存在異種金屬間的連接問題、接縫兩邊材料的匹配問題、電偶腐蝕導致的車身損壞問題及熱致變形造成的不協(xié)調(diào)問題。為此，國內(nèi)外一些專家、學者和技術(shù)人員進行了相關(guān)的研究，開發(fā)了鋼-鋁焊接的一些新技術(shù)和新工藝。在本文中，我們采用熱致攪拌摩擦點焊工藝對DP590鋼與6061鋁板進行了焊接實驗，通過掃描電鏡與拉伸試驗研究了焊接頭的微觀組織和力學性能，為異種金屬材料特別是難焊異種金屬材料間的焊接提供了有價值的參考。

1　實驗材料、設(shè)備及焊接方法

實驗材料為DP590鋼板和6061鋁板，尺寸均為150 mm×100 mm×2 mm。實驗材料中所含的其他成分見表1和表2。

表1　DP590鋼中的其他成分

表2　6061鋁中的其他成分

焊接設(shè)備是北京賽福斯特技術(shù)有限公司制造的龍門式FSW-LM-AM16型攪拌摩擦焊機（圖1），焊機的攪拌頭如圖2所示。……