鋁/鋼異種金屬攪拌摩擦焊及其研究進展

魏艷妮，李京龍，熊江濤，張賦升

(1.西安理工大學材料科學與工程學院，西安 710048;2.西北工業大學摩擦焊接陜西省重點實驗室，西安 710072)

異種金屬的連接一直是現代制造業的熱門課題[1—4]，尤其是具有互補的物化特性，以鋁合金為代表的密度小、導熱快的低熔點金屬，與不銹鋼等耐腐蝕性好、耐高溫氧化及強度高的高熔點金屬的復合連接技術更是關注的焦點[5—9]。鋁具有材質輕、導電導熱強、易延展、耐腐蝕、可回收等優良的物理化學性能，而鋼的發展已經經過了近百年的歷程，鋁和鋼都是公認的使用最為廣泛的基礎金屬材料。鋁與鋼異種材料連接結構綜合了兩種材料的優良性能，可以有效減輕結構件的質量，且具有較高的強度和出色的抗腐蝕性;既節省了材料，又提高了系統結構的可靠性[10]，因而在航空航天、空間技術、核工業、微電子、汽車、石油化工等領域得到了廣泛的應用。如美國的DeltaⅣ火箭貯箱制造、日本的H2B火箭的推進劑貯箱、推進器的導管結構、熱管結構、中子探測器、粒子加速器中均涉及鋁與不銹鋼焊接結構。然而，無論在熱物理性能(如熔點、熱導率、線膨脹系數等)方面，還是在材料力學性能方面，較大差異導致的異質金屬連接困難、接頭性能差一直都是研究的核心點。

針對鋁及鋁合金和鋼異種金屬焊接，國內外有許多學者從事過相關研究工作，幾乎涵蓋了現有的全部焊接方法，常見的有摩擦焊(慣性摩擦焊及連續驅動摩擦焊)以及攪拌摩擦焊、擴散焊、熔釬焊等?！?br>