21、摩擦搅拌焊接与激光束焊接在不同材料上的研究

摩擦搅拌焊接与激光束焊接在不同材料上的研究

在金属加工领域，焊接技术至关重要。本文将深入探讨摩擦搅拌焊接（FSW）在不同材料上的应用，以及与激光束焊接的对比研究，涉及到异种铝合金与不锈钢的焊接，还有航空级ZE41A镁合金的焊接实验。

异种铝合金与不锈钢的摩擦搅拌焊接

在对异种铝合金（AA6061 - T651）和不锈钢（SS 304）的摩擦搅拌焊接研究中，发现工具旋转速度和焊接速度对焊接接头的拉伸强度有显著影响。
- 参数对拉伸强度的影响
- 当工具旋转速度（TRS）为765 rpm，焊接速度为20 mm/min时，可获得最高拉伸强度41 MPa。
- 在恒定工具旋转速度下，增加焊接速度，拉伸强度会降低。
- 在恒定焊接速度下，改变工具旋转速度，拉伸强度会先从低转速到高转速增加，然后再降低。

工具旋转速度和焊接速度是FSW过程中的主要参数，它们决定了热量输入，进而影响接头的结构和性能。以下是不同参数下的拉伸强度变化表格：
| 工具旋转速度（rpm） | 焊接速度（mm/min） | 拉伸强度（MPa） |
| — | — | — |
| 765 | 20 | 41 |
|… |… |… |

航空级ZE41A镁合金的焊接研究

材料特性与选择

镁元素在地球表面和海洋中储量丰富，镁合金比铝合金轻约40%，比钢轻约78%。然而，镁在熔融状态下易在空气中燃烧，传统焊接过程中会出现高孔隙率和污染问题，限制了接头性能。因此，高能量密度激光焊接和固态摩擦搅拌焊接技术受到关注。

航空级ZE41A