填充式攪拌摩擦焊替代傳統連接技術

填充式攪拌摩擦焊替代傳統連接技術

為減輕汽車質量、提高焊接性能和節約資源，鋁合金等其它輕質材料在汽車行業上的應用越來越廣泛。電阻點焊和傳統鉚接是目前應用最為廣泛的連接技術，但是由于這兩種連接技術的操作要求高、生產效率低，尤其是鉚接，需要進行鉆孔、清除毛刺、連接件插入和進行緊固等操作，因此無法適應新型輕質材料的要求。而填充式攪拌摩擦焊在連接過程中不需要使用連接材料，這樣在連接過程中不會增加結構質量。由于填充式攪拌摩擦焊不存在材料的液化和固化，也不會導致連接處材料的力學性能降低，且連接表面具有良好的粗糙度，因此可以考慮利用該種連接技術替代電阻點焊和傳統鉚接。

選擇1.27mm厚的AA7075-T6高強度鋁合金板件和1.6mm厚的AA2024-T3高強度鋁合金板件，板件長、寬均為135mm和38mm。兩種不同材料的板件前者用來制造加強肋試樣，后者用來制造沖壓覆蓋件試樣。采用日本川崎重工的填充式攪拌摩擦焊接機器人系統進行試樣的連接。參照美國材料與試驗協會制定的靜態拉伸試驗、搭接剪切試驗和疲勞試驗標準對制造的焊接試樣進行焊接性能測試，同時對該試樣的橫截面進行金相分析和顯微硬度測試。結果顯示：填充式攪拌摩擦焊靜態拉伸試驗中試樣承受的平均極限載荷為1.748kN，標準差為0.075kN；搭接剪切試驗中試樣承受的平均極限載荷為6.329kN，標準差為0.139kN。這兩種試驗中填充式攪拌摩擦焊的數值均高于電阻點焊和傳統鉚接，且具有較高的疲勞壽命。

Enkhsaikhan Boldsaikhan etal.SAE2016-01-2130.

編譯：李臣