高頻感應預熱低碳鋼板的摩擦攪拌焊接方法

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高頻感應預熱低碳鋼板的摩擦攪拌焊接方法

摩擦攪拌焊接法正逐步代替傳統的電阻點焊法和鉚釘技術，其投資成本降低約40%。點摩擦攪拌焊因無煙霧或火花的產生，是一種環境友好型的點焊方法。生產將摩擦攪拌焊應用于輕金屬（如鋁合金等）以改善汽車燃油經濟性和提高車輛性能。隨著高耐磨旋轉工具的發展，摩擦攪拌焊可代替用于其它高強度和高熔點的材料，如鋼的點焊。摩擦攪拌焊相比傳統的電阻點焊方法可提供更高品質的高強度鋼。

研究中將厚1.6mm的S12C低碳鋼板應用高頻感應預熱的摩擦攪拌焊焊接，因為預熱對S12C低碳鋼板的微觀結構和力學性能影響顯著。

（1）鋼板摩擦攪拌焊的高頻感應預熱可作為外加的熱源。

（2）因焊接過程冷卻速度較慢，因此所有預熱焊縫攪拌區微觀結構中類似等軸晶粒的晶粒尺寸略大。在10s預熱的情況下，S12C低碳鋼板的平均晶粒尺寸從沒有預熱時的12.9μm增至14.8μm。沒有預熱的熱力影響區（TMAZ）變形結構含大部分低角度邊界，而預熱的TMAZ含小部分低角度邊界。

（3）高頻感應預熱可在焊接的攪拌區域內形成更大范圍的接合界面，顯著提高粘接強度，且接合處的剪切力從8kN增加至12.4kN。接合面是通過插頭故障模式而不是界面失效模式斷裂。相比沒有預熱的焊接過程可減小摩擦熱。

刊名：Materials and Design

刊期：2013年第5期

作者：Y.F.Sun et al

編譯：趙喚