铝／镀锌钢搅拌摩擦铆焊接头组织与力学性能-哈尔滨工业大学学报.PDF

第２３卷　 第２期 材　 料　 科　 学　 与　 工　 艺 Ｖｏｌ２３ Ｎｏ２ 　 　 ２０ １５年４月 ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ ＳＣＩＥＮＣＥ ＆ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ Ａｐｒ． ２０１５ 　 　 　 　 　 　 ｄｏｉ： ｊ．ｉｓｓｎ － １０．１１９５１／ ．１００５ ０２９９ 铝／ 镀锌钢搅拌摩擦铆焊接头组织与力学性能 王希靖，张亚州，李经纬，孙学敏 （省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室（兰州理工大学），兰州 ７３００５０） 摘　 要：为实现铝钢之间的优质连接，采用搅拌摩擦铆焊新方法对６０６１铝合金和ＤＰ６００镀锌钢进行搭接点焊，利用扫描电子 显微镜、能谱仪及拉伸试验对接头的微观组织及力学性能进行了研究．结果表明：接头成形平整美观，中心没有匙孔；接头包含 铆接区和扩散区，其中在铆接区铝合金以铝柱的形式嵌入到钢板的圆孔中，形成了一个“铝铆钉”，底部有富铝的α 固溶体偏 聚，圆孔四周形成扩散区，铝和钢形成了冶金结合，依靠金属间化合物ＦｅＡｌ 连接在一起；接头有３种断裂形式，在最佳工艺参数 ３ 下接头的抗剪力达到８．２ｋＮ；铝柱上断口的微观形貌是被拉长的韧窝，扩散区的断口由灰色基体和白色颗粒组成． 关键词：搅拌摩擦铆焊；铝合金；镀锌钢；微观组织；力学性能 － － － 中图分类号：ＴＧ４５６．９ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００５ ０２９９（２０１５）０２ ０１０３ ０６ Ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｆｒｉｃｔｉｏｎ ｓｔｉｒ ｒｉｖｅｔ ｗｅｌｄｉｎｇｊｏｉｎｔ ｂｅｔｗｅｅｎ ａｌｕｍｉｎｕｍ ａｎｄ ｇａｌｖａｎｉｚｅｄ ｓｔｅｅｌ ＷＡＮＧ Ｘｉｊｉｎｇ，ＺＨＡＮＧ Ｙａｚｈｏｕ，ＬＩ Ｊｉｎｇｗｅｉ，ＳＵＮ Ｘｕｅｍｉｎ （Ｓｔａｔｅ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ａｎｄ Ｒｅｃｙｃｌｉｎｇ ｏｆ Ｎｏｎ⁃ｆｅｒｒｏｕｓ Ｍｅｔａｌｓ （Ｌａｎｚｈｏｕ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ），Ｌａｎｚｈｏｕ ７３００５０，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏ ａｃｈｉｅｖｅ ｔｈｅ ｈｉｇｈ⁃ｑｕａｌｉｔｙ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ａｌｕｍｉｎｕｍ ｓｔｅｅｌ，ａ ｎｏｖｅｌ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｆｒｉｃｔｉｏｎ ｓｔｉｒ ｒｉｖｅｔ ｗｅｌｄｉｎｇ （ＦＳＲＷ） ｗａｓ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ ｆｏｒ ｓｐｏｔ ｊｏｉｎｉｎｇ Ａｌ６０６１ ａｎｄ ＤＰ６００ ｇａｌｖａｎｉｚｅｄ ｓｔｅｅｌ． Ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ＦＳＲＷ ｊｏｉｎｔｓ ｗｅｒｅ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ ｕｓｉｎｇ ｓｃａｎｎｉｎｇ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ，ｅｎｅｒｇｙ ｄｉｓｐｅｒｓｅ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ ａｎｄ ｔｅｎｓｉｌｅ ｔｅｓｔｓ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔ ｔｈｅｂｅａｕｔｉｆｕｌｊｏｉｎｔｓｗｉｔｈｏｕｔ ｋｅｙｈｏｌｅｗｅｒｅ ａｃｈｉｅｖｅｄ．Ｔｈｅ ｊｏｉｎｔ ｉｎｃｌｕｄｅｄ ｒｉｖｅｔｅｄ ｚｏｎｅ ａｎｄ ｄｉｆｆｕｓｉｏｎｚｏｎｅ：ａｌｕｍｉｎｕ