铝/钢过渡接头搅拌摩擦增材制造成形与性能

TG453.9%TG455; 为了解决铝/钢异种金属连接强度不高,连接方法使用范围受限的问题,提出连续送丝搅拌摩擦增材制备铝/钢过渡接头的方法.以 5B06铝合金丝材为增材原料,3 mm厚的 316L不锈钢板为基板,采用激光刻蚀辅助的手段,在单层厚度1.0 mm,沉积效率 3.0 kg/h的参数下制备了成形与性能良好的铝/钢过渡接头.结果表明,获得的增材层表面成形良好,丝材在热—机耦合作用下热塑化,并填充激光刻蚀槽.铝/钢过渡界面未观察到缺陷,并在界面处发现厚度约为 1.8 μm的金属间化合物层,实现了机械—冶金复合连接.界面的抗剪强度达到 110.0 MPa±4.7 MPa,相对于未表面处理...

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Published in焊接学报 Vol. 46; no. 2; pp. 18 - 24
Main Authors 王劲棋, 李峻臣, 赵耀邦, 谢聿铭, 孟祥晨, 黄永宪
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 哈尔滨工业大学,材料结构精密焊接与连接全国重点实验室,哈尔滨,150001%上海航天精密机械研究所,上海,201600%哈尔滨工业大学,材料结构精密焊接与连接全国重点实验室,哈尔滨,150001 2025
哈尔滨工业大学,郑州研究院,郑州,450046
Subjects
力学性能
aluminum-steel transition joints
continuously feeding wire
microstructure
铝/钢过渡接头
微观组织
搅拌摩擦增材制造
friction stir additive manufacturing
mechanical properties
连续送丝
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ISSN0253-360X
DOI10.12073/j.hjxb.20240905002

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Summary:TG453.9%TG455; 为了解决铝/钢异种金属连接强度不高,连接方法使用范围受限的问题,提出连续送丝搅拌摩擦增材制备铝/钢过渡接头的方法.以 5B06铝合金丝材为增材原料,3 mm厚的 316L不锈钢板为基板,采用激光刻蚀辅助的手段,在单层厚度1.0 mm,沉积效率 3.0 kg/h的参数下制备了成形与性能良好的铝/钢过渡接头.结果表明,获得的增材层表面成形良好,丝材在热—机耦合作用下热塑化,并填充激光刻蚀槽.铝/钢过渡界面未观察到缺陷,并在界面处发现厚度约为 1.8 μm的金属间化合物层,实现了机械—冶金复合连接.界面的抗剪强度达到 110.0 MPa±4.7 MPa,相对于未表面处理的接头强度提升了18%.钢侧断口均匀黏附铝合金,并观测到Fe2Al5 和Fe4Al13 金属间化合物.接头为韧—脆混合型断裂模式,说明铝/钢过渡界面在机械互锁和冶金连接共同作用下实现了可靠连接.该研究为铝/钢过渡接头的制备提供了新的解决思路.
ISSN:0253-360X
DOI:10.12073/j.hjxb.20240905002