17、异种材料摩擦焊接条件对焊接接头力学性能的影响

异种材料摩擦焊接条件对焊接接头力学性能的影响

1. 引言

在金属材料焊接领域，使用传统焊接工艺连接相似和不同金属材料时，焊接接头的拉伸性能往往会下降，这是因为母材在焊接界面附近熔化，导致基体材料的拉伸性能受损。为解决这一难题，摩擦焊接应运而生。

摩擦搅拌焊接是一种固态焊接方法，广泛应用于国防和航空航天领域，尤其适用于那些难以用传统方法焊接的材料，如高强度铝合金等。在该过程中，材料界面的热量通过机械作用产生。焊接接头的质量取决于所选的摩擦焊接参数及其范围，常见参数包括压力、焊接时间和焊接速度等。焊接接头的机械性能和耐腐蚀性与参数的组合和范围密切相关，因此，选择最佳焊接参数至关重要。

过去，已有大量关于摩擦焊接参数对焊接接头机械性能（如拉伸、硬度、冲击等）影响的研究。下面为大家简要介绍部分相关研究：
- Bassu和Irving对2024 - T351铝合金进行搅拌焊接，研究了焊接接头中残余应力和热影响区裂纹在疲劳作用下的扩展情况。
- Mustafa和Adem使用田口方法优化了摩擦搅拌点焊过程中的输入参数，以提高高密度聚丙烯焊接时的接头强度。
- Uzun等人采用摩擦搅拌焊接工艺连接两种不同材料，并研究了焊接接头的微观结构和疲劳性能，还通过EDX分析对接头进行了表征。

不过，过去的研究大多集中在相似材料的连接以及FSW工艺参数对焊接接头机械性能的影响上，而在异种金属材料摩擦焊接以及预测模型开发方面的研究相对较少。因此，本次实验研究的主要目的是探讨摩擦焊接参数对低碳钢与AA7075铝合金异种焊接接头屈服强度和极限拉伸强度的影响。

2. 实验与测量

本次实验选择AA7075合金和低碳钢（长度均