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開展了鋼螺柱-鋁板異種材料摩擦螺柱焊接工藝研究。鋼-鋁異種材料焊接易出現(xiàn)金屬間化合物，針對鋼-鋁異種材料螺柱焊易出現(xiàn)缺陷、6061鋁板熔化焊難以實(shí)現(xiàn)以及釬焊接頭強(qiáng)度低等問題。金屬間化合物層厚度難以控制，因此焊接接頭較脆，很難滿足要求。根據(jù)焊接試驗(yàn)數(shù)據(jù)，對摩擦螺柱焊接裝置進(jìn)行了設(shè)計，設(shè)計內(nèi)容包括:機(jī)械系統(tǒng)、旋轉(zhuǎn)夾具和信號采集系統(tǒng)。設(shè)計制造的裝置能夠?qū)崿F(xiàn)旋轉(zhuǎn)夾具夾緊力大、焊接過程中不打滑;工作臺滿足了螺柱與棒材或螺柱與板材的焊接需求，并且能夠?qū)崿F(xiàn)同一塊板材上有位置要求的多個螺柱的焊接;焊接壓力參數(shù)能夠?qū)崟r采集、顯示、存儲。裝置運(yùn)行穩(wěn)定、焊接效率高、使用方便，滿足了摩擦螺柱焊接工藝研究的需求。本論文主要針對45鋼螺柱和6061鋁板，采用連續(xù)驅(qū)動摩擦焊機(jī)進(jìn)行焊接工藝試驗(yàn)。通過對焊接接頭的外觀圖分析、焊接接頭縮短量的分析

單向靜載拉伸實(shí)驗(yàn)、微觀組織分析、能譜分析和斷口分析等，討論鋼螺柱-模擬6061鋁板摩擦螺柱焊接性能、鋼螺柱-鋁板摩擦螺柱焊接性能。研究表明，45鋼螺柱和6061鋁板在最優(yōu)焊接參數(shù)下具有較好的摩擦焊接性，焊接接頭中焊縫區(qū)產(chǎn)生晶粒細(xì)化，焊縫區(qū)發(fā)生一定程度的元素擴(kuò)散，微觀斷口存在大量韌窩，為韌性斷裂。而且工件轉(zhuǎn)速為1600r/min摩擦壓力為117.2MPa摩擦?xí)r間為3s項鍛力為312.5MPa頂鍛壓力保持時間為4s最優(yōu)工藝參數(shù)，此時得到接頭抗拉強(qiáng)度達(dá)到168.3MPa研究不同螺柱形狀對焊接接頭力學(xué)性能的影響，得到最佳接頭形狀以及塑性金屬流動與螺柱形狀的關(guān)系。鋼螺柱-鋁板摩擦螺柱焊接工藝研究顯示，合理的焊接工藝參數(shù)下，能夠?qū)崿F(xiàn)鋼螺柱-鋁板異種材料之間的焊接，焊接接頭的組織良好、晶粒細(xì)化、力學(xué)性能達(dá)到要求。本研究為鋼螺柱-鋁板異種材料的焊接提供了可參考的數(shù)據(jù)，有助于鋼-鋁合金異種材料的進(jìn)一步研究。