Ti-Al異種金屬攪拌摩擦焊點焊工藝及組織性能研究.pdf

1、Ti/Al異種金屬結(jié)構(gòu)具有鈦合金和鋁合金二者的優(yōu)點，在航空航天、汽車能源等領(lǐng)域的應(yīng)用前景廣闊。但兩者在物理和化學(xué)性能上相差較大，導(dǎo)致其焊接性差、焊接難度大，接頭容易產(chǎn)生裂紋和金屬間化合物等缺陷。本論文對3mm厚 TC4鈦合金和2A14鋁合金異種金屬進(jìn)行了攪拌摩擦點焊技術(shù)連接。系統(tǒng)研究了焊接工藝參數(shù)對接頭成形及接頭力學(xué)性能的影響規(guī)律，并采用掃描電鏡（SEM）、XRD等先進(jìn)的分析測試手段，分析了點焊接頭微觀組織結(jié)構(gòu)、斷裂類型、接頭的形成機(jī)制

2、以及接頭中脆性相的形成規(guī)律。
　　研究結(jié)果表明：采用圓柱形帶左螺紋的攪拌針的攪拌頭成功實現(xiàn)了TC4鈦合金板材和2A14鋁合金板材的搭接點焊連接。點焊接頭的最優(yōu)工藝參數(shù)為轉(zhuǎn)速為950r/min、停留時間為9s和軸肩下壓量為0.3mm；此時的接頭表面成型美觀，焊點橫截面宏觀形貌完好，基本不存在宏觀缺陷。
　　隨著攪拌頭旋轉(zhuǎn)速度，軸肩下壓量和停留時間的增加，點焊接頭表面成型和橫截面成型由粗糙成型較差變?yōu)楣饣尚洼^好，當(dāng)工藝參數(shù)選擇

3、過大時，點焊接頭成型光滑但形成圓錐形匙孔或表面開裂使接頭成型變差。
　　在本次試驗研究范圍內(nèi)，攪拌頭旋轉(zhuǎn)速度、停留時間和軸肩下壓量等工藝參數(shù)對接頭抗剪力的影響趨勢：都隨著該參數(shù)變量的增加剪切拉伸強(qiáng)度呈先增大后減小的趨勢；通過對hook區(qū)域做能譜EDS和微區(qū)XRD分析，發(fā)現(xiàn)hook區(qū)域中鈦鋁界面區(qū)域由灰色條紋、黑色條紋組成的條狀組織中有TiAl3和TiAl兩種脆性相，隨著攪拌頭旋轉(zhuǎn)速度的增大，接頭TiAl脆性相生成的傾向增大；TiA