热电耦合对铝/钢连续驱动摩擦焊接头组织的影响机理
作者:张昌青; 王树文; 罗德春; 师文辰; 刘晓; 崔国胜; 陈波阳; 辛舟; 芮执元
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采用连续驱动摩擦焊接技术焊接纯铝1060/Q235低碳钢异种接头。为了研究热电耦合对铝/钢非均质接头组织、力学性能和界面生长的影响,进行了两个循环(30天/60天)的热电耦合实验(静载392 n+高温300+直流60 a)。结果表明,原始节理界面的径向金属间化合物(IMCs)层厚度不均匀,中部区域没有明显的IMCs形成。热电耦合30天后,在界面中心形成一层宽度为0.3~0.5m、由钢侧向铝侧分散的内模复合材料层。整体拉伸断裂位于铝基金属的热影响区。热电耦合60天后,IMCs层与钢侧之间出现腐蚀槽,IMC断裂,钢侧无裂纹,铝侧形成大量从IMCs层延伸至铝母材内部的裂纹和孔洞,焊缝和裂纹尖端的成分偏析,整体拉伸断口位于焊缝处。界面腐蚀和失效率与界面IMCs层的厚度成正比,即vcenter<v1/2R<v2/3R。在热电耦合实验过程中,由于原始关节界面结构的不均匀性以及界面不同位置组织生长速率的差异,热电耦合后关节界面2/3R位置出现了不同断裂形态的边界。2/3R的内侧主要是准解理断裂,外侧是韧窝断裂和准解理断裂的综合结果。