鑄鋁的攪拌摩擦焊接

　　針對ZL114A合金廣泛應(yīng)用，中國攪拌摩擦焊中心對該材料的攪拌摩擦焊工藝適應(yīng)性進(jìn)行了開發(fā)， 試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，該材料的攪拌摩擦焊工藝適應(yīng)性良好，接頭抗拉強(qiáng)度達(dá)到了母材的91%，接頭力學(xué)綜合性能優(yōu)于電子束等熔焊方法。

　　ZL114A合金(舊牌號為ZAlSi7Mg1A)，是在ZL101A合金基礎(chǔ)上增加Mg元素的含量發(fā)展起來的Al-Si-Mg系高強(qiáng)度鑄造鋁合金。它既具有優(yōu)良的鑄造工藝性能，又具有較ZL101A合金更高的力學(xué)性能。由于其優(yōu)越特性，在航空航天制造業(yè)中，廣泛用于制造重要部位的大型薄壁結(jié)構(gòu)件。

　　ZL114A合金應(yīng)用前景廣闊，產(chǎn)生了對材料高效連接技術(shù)的迫切需求。因采用熔焊方法，熱輸入量較大，焊接變形大，難以滿足薄壁件精度要求;并且焊縫易出現(xiàn)氣孔、夾渣、未焊透、燒穿、裂紋等缺陷，缺陷率高;而且焊前焊后處理工序較繁瑣。

　　攪拌摩擦焊是一種新興的金屬固相連接技術(shù)，金屬在焊接過程中不熔化，熱輸入量小;焊縫的連接是在金屬受擠壓的狀態(tài)下完成的，焊接接頭不會產(chǎn)生熔化 焊焊接接頭的氣孔和裂紋等一類缺陷，焊縫缺陷少;攪拌摩擦焊類似于機(jī)械加工過程，容易實(shí)現(xiàn)自動化控制，而且沒有熔化焊中的電壓，電流，強(qiáng)光，金屬粉塵等現(xiàn) 象，工作環(huán)境環(huán)保清潔。最重要的是，攪拌摩擦焊接頭的力學(xué)性能優(yōu)于熔焊接頭。試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明焊接接頭的抗拉強(qiáng)度達(dá)到了母材的91%，試樣延伸率達(dá)到了 2.5%，接頭組織晶粒細(xì)化、均勻而致密，消除了母材的鑄造缺陷。

　　下圖為ZL114A母材與焊接接頭微觀組織對比，從圖中可觀察到焊核區(qū)微觀組織是無方向 性的、細(xì)小的等軸晶粒，母材區(qū)為粗大的樹枝狀鑄造組織。

　(a)母材微觀組織　                              　(b)焊核微觀組織

　　攪拌摩擦焊是一種區(qū)別于熔化焊和機(jī)械連接的新型焊接技術(shù)，基于其技術(shù)優(yōu)勢，在航空制造業(yè)中的應(yīng)用具有巨大的潛在性，為各種輕質(zhì)合金高效連接，提供了解決途徑和方法。