铝与钢的摩擦焊接接头分析

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单双轴肩搅拌摩擦焊焊接接头性能对比与研究

单双轴肩搅拌摩擦焊焊接接头性能对比与研究随着现代工业技术的发展，焊接技术已成为现代工业中热点研究领域之一。

在一些高端制造领域，如航空、航天、汽车、电子等，对焊接技术的要求也越来越高。

因此，研究焊接技术的新方法及其性能是非常必要的。

本文将探讨单双轴肩搅拌摩擦焊（SSMSFPW）与摩擦焊（FW）对铝合金焊接接头性能的影响。

由于铝合金的轻量化、高强度和优良的耐腐蚀性能，在现代工业中得到了广泛的应用。

目前，焊接技术是连接铝合金件的主要方法之一。

然而，传统的焊接方法存在许多问题，例如焊接过程中产生的变形和裂纹等。

而采用焊接技术时，焊接界面处通常会发生高温和高应力，容易影响焊接接头的性能。

因此，需要研究新型的焊接技术，以提高焊接接头的强度和韧性，并减少变形和其他缺陷。

单双轴肩搅拌摩擦焊是近年来发展的焊接技术之一。

它是一种非常适用于铝合金的加工方法。

相比传统的焊接方法，它不会产生金属熔融和不良组织等问题，同时还可以更好地控制焊接界面的应力和温度。

理论上，SSMSFPW应该比传统的焊接方法更能满足铝合金件的联接。

同时，SSMSFPW还具有一些优良的特性，例如接头强度高、焊接速度快等。

本研究选取两种焊接方法（SSMSFPW和FW），通过焊接接头的剪切强度、拉伸强度、低周疲劳寿命、高周疲劳寿命和金相组织等方面进行了对比研究。

实验结果表明，与传统的焊接方法相比，SSMSFPW可以在接头质量和强度等方面实现显著提高。

同时，SSMSFPW还可以快速、准确地完成铝合金件之间的连接，从而有效提高生产效率。

总之，本研究通过对比研究单双轴肩搅拌摩擦焊和传统的焊接方法（FW），探讨了不同焊接方法对铝合金焊接接头性能的影响。

结果表明，SSMSFPW是一种适用于铝合金焊接的新型焊接方法。

它可以产生高强度和高韧性的焊接接头，同时还可以有效地减少变形和其他缺陷，并提高生产效率。

因此，SSMSFPW有望成为未来铝合金焊接的主要方法之一。

7A09H112铝合金搅拌摩擦焊接头组织和性能分析

2021年第1期（总199期）CFHI**************一重技术摘要：使用搅拌摩擦焊方案焊接12mm 厚7A09H112铝合金，获得成形良好、无缺陷的焊接接头。

对焊接接头进行微观组织及力学性能测试分析。

结果表明：热机影响区晶粒出现扭曲畸变，靠近母材区域的晶粒较粗大，而靠近焊缝区域的晶粒较为细小；焊接接头的平均抗拉强度为221MPa ，达到母材的88%，平均屈服强度为149MPa ，达到母材的96%。

焊缝金属屈服强度达到409MPa ，抗拉强度达到491MPa ，均远大于母材本身的屈服强度和抗拉强度，具有优异的力学性能。

焊接接头硬度分布呈现"W"型，但整体低于母材区，硬度最低值出现在热影响区及热机影响区。

关键词：7A09H112；搅拌摩擦焊；显微组织；力学性能中图分类号：TG453.9文献标识码：B 文章编号：1673-3355（2021）01-0008-04Analysis on Microstructure and Mechanical Properties of FSW Welds on 7A09H112Aluminium Alloy MaterialsZhao Jia,Liu Wancun,Gu Songwei,Yu HaidongAbstract:12mm thick 7A09H112aluminium alloy plates jointed by the means of Friction Stir Welding Technique (FSW)have defect-free welds with good shape.The analysis of the microstructure and mechanical properties of the welds revealsthat the grains in thermo-mechanically zone (TMAZ)distort and the grains near to the base metal grow larger while the grains near to the welds become finer.The average tensile strength of the welds is 221MPa,up to 88%of the base metal;the average yield strength is 149MPa,up to 96%of the base metal.The weld metal has yield strength up to 409MPa and tensile strength up to 491MPa,both far higher than those of the base metal,offering excellent mechanical properties.The hardness of the welds distributes in the form of “W ”and lower than the base metal.The lowest hardness occurs in the heat effected zone and thermo-mechanically zone.Key words:7A09H112;friction stir welding;microstructure;mechanical property7A09H112铝合金搅拌摩擦焊接头组织和性能分析赵佳1，刘万存2，谷松伟2，于海东110.3969/j.issn.1673-3355.2021.01.0081.一重集团大连核电石化有限公司工程师大连116113；2.一重集团大连核电石化有限公司高级工程师大连1161137A09铝合金属于热处理强化高强度铝合金，具有高强、高韧、低密度等优点，在航天航空和武器制造等领域都有广泛的应用[1]。

2219铝合金与不锈钢惯性摩擦焊接接头组织与力学性能

2219铝合金与不锈钢惯性摩擦焊接接头组织与力学性能张丽娜;赵衍华;张田仓;何胜春;袁德海【摘要】Dissimilar metal joining can achieve the goal of energy saving,economy and weight saving,and receives considerable attention in the field of aerospace,shipbuilding and railway etc.Since aluminum and steel demonstrate have different physical and chemical properties,it is difficult to gain a good joint.Inertia friction welding is used to join 2219 aluminum alloy and 304 stainless steel,and the microstructure and mechanical properties of inertia friction welded joint are analyzed under different welding parameters.The results show that the microstructure of aluminum alloy side is divided into fine-grain are and elongated-grain area.The EDX results display that diffusion of elements iron and aluminum is observed on the welding interface.The hardness test shows that the hardness makes a step change on the interface within the scope of-0.6～+0.15 mm,which is the main area affected by friction heat and deformation,and the hardness of this area is higher than that of base metal.The tensile strength of joints are from 235 MPa to 300 MPa using the optimized parameters.The fracture of this inertia friction welding mainly appears brittle fracture.%异种金属的连接可实现节能、经济及减重的目标,成为航空航天、造船、铁路运输等领域的研究热点之一;而铝合金与不锈钢物理化学性能差异明显,成为异种金属中最难实现的连接接头之一.采用惯性摩擦焊接技术进行2219铝合金与不锈钢回转体的连接,分析不同焊接工艺参数下铝钢惯性摩擦焊接接头的显微组织与力学性能.结果表明,惯性摩擦焊接使铝钢接头铝合金一侧形成了细晶区和拉长晶区;EDS结果显示焊接界面处发生了Fe、Al等元素扩散.硬度测试结果表明,在连接界面处-0.6 ～+0.15 mm范围内硬度值发生了明显的阶跃变化,该区域为受焊接热及变形作用的主要区域,硬度值高于母材.合理焊接工艺下获得的2219铝合金与不锈钢接头拉伸强度为235～300 MPa.铝铜惯性摩擦焊接断口以脆性断裂为主.【期刊名称】《电焊机》【年(卷),期】2017(047)011【总页数】6页(P100-105)【关键词】2219铝合金;不锈钢;惯性摩擦焊;微观组织;力学性能【作者】张丽娜;赵衍华;张田仓;何胜春;袁德海【作者单位】首都航天机械公司,北京100076;首都航天机械公司,北京100076;中航工业北京航空制造工程研究所,北京100024;中航工业北京航空制造工程研究所,北京100024;首都航天机械公司,北京100076【正文语种】中文【中图分类】TG457.1异种金属的连接件，尤其是力学性能优良的金属与轻质、耐腐蚀金属的连接构件可充分发挥两种材料的性能优势，成为工程化应用的有效解决途径之一。

铝合金摩擦焊

铝合金摩擦焊铝合金摩擦焊是一种常用的焊接方法，通过摩擦热量产生和塑性变形来实现焊接。

本文将从铝合金摩擦焊的原理、工艺、优势和应用等方面进行详细阐述。

一、铝合金摩擦焊的原理铝合金摩擦焊是指利用机械摩擦热量和塑性变形来实现焊接的方法。

在焊接过程中，两块铝合金工件通过施加一定的压力，使其接触面产生相对的摩擦，摩擦热量使接触面温度升高，达到可塑性变形的温度。

随后，继续施加压力，使接触面发生塑性变形，形成焊缝。

最后，通过冷却，焊缝得以固化。

二、铝合金摩擦焊的工艺1. 准备工作：选择合适的铝合金材料，清洁工件表面，调整焊接设备参数。

2. 焊接设备：铝合金摩擦焊设备主要包括工作台、夹具、电机、压力系统和温度控制系统等。

3. 焊接工艺参数：包括摩擦时间、摩擦转速、压力大小等。

这些参数需要根据铝合金材料的性质和焊接要求来确定。

4. 焊接过程：首先，将两块铝合金工件固定在工作台上，使其接触面平整。

然后，启动电机，通过摩擦产生摩擦热量，使接触面温度升高。

接着，施加一定压力，使接触面发生塑性变形，形成焊缝。

最后，冷却焊缝，使其固化。

5. 后处理：焊接完成后，需要对焊缝进行清理和表面处理，以提高焊接质量和外观。

三、铝合金摩擦焊的优势铝合金摩擦焊具有以下几个优势：1. 高效节能：摩擦焊是一种非常高效的焊接方法，焊接速度快，能耗低。

2. 无污染：摩擦焊过程中不需要使用焊接剂和填充材料，不会产生有害气体和废渣，对环境无污染。

3. 焊接质量好：铝合金摩擦焊焊接接头强度高，焊缝形貌美观，无气孔和夹杂物。

4. 适用范围广：铝合金摩擦焊适用于各种铝合金材料的焊接，包括硬铝合金、软铝合金和铝合金与其他金属的焊接。

四、铝合金摩擦焊的应用铝合金摩擦焊广泛应用于航空航天、汽车制造、电子电气、轨道交通等领域。

具体应用包括以下几个方面：1. 航空航天领域：铝合金摩擦焊用于飞机结构件、发动机零部件和航天器舱壁等焊接。

2. 汽车制造领域：铝合金摩擦焊用于汽车车身、发动机散热器和悬挂系统等焊接。

【技术帖】汽车车身钢－铝搭接连接技术的研究现状

【技术帖】汽车车身钢－铝搭接连接技术的研究现状摘要：目前汽车车身钢－铝搭接的连接方式有机械连接、焊接和粘铆复合连接三种方式。

为适应汽车轻量化的趋势，单一的连接方法已经满足不了钢－铝搭接接头性能的要求，其连接技术亟待创新。

突破传统的工艺局限，在钢－铝中添加夹层(或粘结剂)，采用特制的搅拌头进行热致搅拌摩擦点焊或是激光点焊。

钢－铝接头的连接机理、过程形成特征以及接头受力、力学响应特征是当前研究的主要发展趋势。

论文概述了其搭接连接的研究现状及成果，并展望了前景。

关键词：搭接；点焊；轻量化；钢－铝；接头性能前言随着石油能源危机和汽车废气排放污染问题的日益突出，汽车轻量化已成为必然趋势，为保证汽车综合性能，寻求总体最优化，车身常选用高强钢，以及高比强度高比刚度的铝合金、镁合金和复合材料等新材料，而高强钢－铝合金搭接(后文简称“钢－铝搭接”)是车身结构中常见的结构形式之一。

钢－铝搭接的连接部位通常是应力集中区，其受力情况复杂且高度非线性，直接影响车身整体结构的碰撞性能，从而成为失效的发源地，并带来异种金属间的电偶腐蚀问题。

因此，钢－铝搭接的连接技术，是汽车车身轻量化的难题之一。

目前适于汽车车身钢－铝搭接的连接技术主要有：机械连接、焊接和粘铆复合连接技术。

1钢－铝搭接的机械连接技术自穿孔铆接和冲铆连接是常用于钢－铝搭接的机械连接技术。

1.1自穿孔铆接(Self-piercing rivet，SPＲ)自穿孔铆接是一种通过半管型铆钉穿透上层工件，扩张到下层工件内，形成机械互锁的低温成形工艺。

其连接过程如图1所示。

该技术适用于同种和异种材料的双层和多层连接，而且可以克服铝、镁、钛等合金材料难以实现电阻点焊的缺点，实现铝－镁、钢－铝、钢－镁之间的连接。

目前已广泛应用于奥迪A8、捷豹XJ全铝车身，宝马新5系/7系钢－铝车身，以及欧洲“超轻汽车(SLC)”项目中的铝－铝、镁－铝、钢－铝间的连接。

1.2冲铆连接(Clinch joint)亦称冲压连接或锁接，它在凸模、压边圈和凹模的共同作用下，通过局部塑性变形形成自锁点实现连接，其工艺过程如图2所示。

铝合金与不锈钢的焊接工艺

04 铝合金与不锈钢的异同点
材料特性比较
铝合金
轻质、高强、耐腐蚀，良好的导电和导热性能，易于加工成型。
不锈钢
高强度、耐腐蚀、美观，良好的焊接性能，但导热导电性能较差。
焊接工艺比较
铝合金
常用的焊接方法有TIG、MIG、激光焊等，焊接过程中需要严格控制焊接参数和保护气体的选择。
不锈钢
常用的焊接方法有电弧焊、激光焊等，焊接过程中需要控制焊接速度和电流电压，以保证焊缝质量和美观度。
航空航天领域铝合金焊接
铝合金因其轻量化和高强度特性在航空航天领域广泛应用，焊接工艺需满足高强度和耐腐蚀要求。
不锈钢焊接实例
不锈钢厨具焊接
不锈钢厨具在生活中常见，焊接时需考虑材料的耐腐蚀和美观性，确保焊缝光滑、无瑕疵。
石油化工领域不锈钢管道焊接
在石油化工领域，不锈钢管道焊接需确保高强度和耐腐蚀，防止介质泄漏和腐蚀。
随着技术的进步，铝合金与不锈钢的焊接工艺将更加高效，能够实现快速、高质量的焊接，提高生产效率。
随着环保意识的提高，无污染或低污染的焊接技术将受到重视，如激光焊接、气体保护焊接等。
智能化焊接
焊接工艺将朝着智能化方向发展，通过自动化控制系统实现精确控制焊接参数，提高焊接质量。
对未来研究的建议
。
后热处理
某些铝合金需要进行后热处理以提高焊接接头的性能。
焊接缺陷及预防措施
裂纹
选择适当的焊接方法和参数，控制热输入量和冷却速度，减少裂纹的产生。
气孔
选择适当的保护气体和清洁母材表面，控制熔池温度和保护气体的流量，减少气孔的产生。
未熔合
控制焊接电流和速度，保持适当的焊缝间隙和角度，减少未熔合的产生。

钢与铝的焊接-CMT技术

然而，当焊接接头的IMP脆性相的厚度非常薄时(< 10 µm )，它的脆性特点就变成次要的，这时玻璃=柔软的）
另一主要问题腐蚀问题，由于两种材料电化学电位差别较大，只要存在电位差，就会有电解发生（原理相当于电池），而铝电位低，因而是负极，会随着电解而腐蚀。
图-4低放大倍率的接头图图-5接头的晶向图
从图-4图中可以清楚看到，铝这边是熔焊上的，而钢这边是钎焊上的。
从图-5可以看到，IMP脆性相只有2.41µm。
在所有的实验中IMP相的厚度都是低于10 µm，因而接头的性能更多的是受母材性能的影响，而不是接头中的IMP相，在强度测试过程断裂处总是发生在铝的热影响区，有时甚至在铝基体上。表二是种测试的强度平均值
1
由于两种材料有着不同的化学和物理性能，如熔点、热膨胀系数、弹性模量等（见表-1），因而通过热加工的焊接工艺来焊接钢与铝时会面临许多问题。
名称
单位
钢
纯铝
熔点
°C
1536°C
660°C
弹性模量
N/mm²
20400
6750
密度（20℃）
g/cm³
7.87
2.7
热传导率
W/mK
46
222
标准电压（在25℃）
V
-0.44
-2.34
表1钢和铝的物理性能
最大的问题是铝与钢易形成非常硬和脆的IMP相（intermetallic phases），并且焊接热输入量越大，生成的IMP相就越多。这种脆性相严重破坏接头的静态和动态的强度，以及恶化接头的塑性。
图1二元的AL-Fe相位图
在图中左边可以看出铁在固熔状态下是可以熔解一部份铝，但当铝的含量超过12%时，晶体结构发生根本的改变，形成FeAL(β)，Fe3Al(β)混合物，这些混合物是非常硬(250-520HV)和脆的。如果铝在铁中的含量进一步提高，就会形成Fe2Al(ξ), Fe2Al5(η)和FeAl3(θ)混合物，这些混合物硬度更高(600 – 1100 HV)，更脆。这种脆性物的产生是由于铁在铝中的扩散或是铝在铁中的扩散。当两种不同材料电化学电位有差别时，就会发生分子扩散以弥补电位差，电位相差越大时（铁和铝的△E~1.22 V），扩散的趋势就越大，如果两种材料都是处于液态，则扩散就更容易。

摩擦挤压焊接铝-钢接头的组织与性能研究

摩擦挤压焊接铝-钢接头的组织与性能研究马彩霞;巴路军;刘小文;李文亚;蔺成效【期刊名称】《西北工业大学学报》【年(卷),期】2012(030)006【摘要】文章研究了LF5铝与A3钢摩擦挤压焊接工艺,该工艺已成功用于工业生产铝/钢电解电极.通过分析焊接工艺参数对LF5铝与A3钢接头金相组织、力学性能及导电性能的影响,获得了最佳的工艺参数.试验结果表明:摩擦挤压焊接形成的铝-钢接头的摩擦端面连接及螺纹挤压咬合连接提高了接头强度.通过该技术获得的焊接接头的导电性及力学性均能满足实际工业生产的要求.最优的摩擦挤压焊接参数是:旋转速度1 000 r/min,摩擦压力2.5 MPa,摩擦时间7 s,顶锻压力3.5 MPa,顶锻时间4 s.【总页数】6页(P905-910)【作者】马彩霞;巴路军;刘小文;李文亚;蔺成效【作者单位】西北工业大学摩擦焊接陕西省重点实验室,陕西西安710072;胜利油田渤海管具有限责任公司,山东东营257200;西北工业大学摩擦焊接陕西省重点实验室,陕西西安710072;西北工业大学摩擦焊接陕西省重点实验室,陕西西安710072;西北工业大学摩擦焊接陕西省重点实验室,陕西西安710072【正文语种】中文【中图分类】TG406【相关文献】1.铝/AlSi7/钢电子束焊接接头组织与性能研究 [J], 倪家强;张秉刚;张春光2.电解铝阳极铝/钢摩擦焊接头力学性能及节能研究 [J], 王希靖;李经纬;张昌青;张亚州;孙学敏3.钢/镁合金\"一字型\"搭接搅拌摩擦点焊接头组织与性能研究 [J], 杜贤昌;王毅;郭淑兰4.45钢钻杆惯性摩擦焊接头组织与性能研究 [J], 迟露鑫;刘登位5.镁/铝水下搅拌摩擦搭接焊接头组织与性能研究 [J], 王璐;席小鹏因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

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ｍｅａｌｒｉａｃｍｂｎｔｎｈｒｉｔｈｉｅｏｔｅｓｎ，ｎｃｕｒｄｏｖｏｓｄｆｒｔｎＴｅｃｏｅｌｍｉｕｔｌｇｃｌｏｉａｉ，ｔｅｇａｎａｅｓｄｆｅｌｅａｄｏｃｒｅｂｉｕｅｏｍａｉ．ｕｏｔｓｉｆｉｏｈｌｓｒｔａｕｎｍｏ
中作用下形成裂纹并扩展而成的。
ｔｇ．ａｖｓａｄＰｒｏｇ－ｒｓｕｅＴａｓｓｉｎｉｓＶｌｅ．ｎａｔｆｒＨｉｈｐｅｓｒｒｎｍｉｓｏｎｓ
ＳｒｉｅＳ．ｅｖｃ『］
［］徐学利，５辛希贤，凯，石等．焊接热循环对Ｘ０管线钢８粗晶区韧性和组织的影响［］接学报，０５０）Ｊ．焊２０（８：
抗拉强度Ｒ＝６ＭＰ，表明接头强度高于铝基材的强度，形成了良好的焊接接头。通过分析发９ａ现，铝与钢摩擦焊接接头结合方式属于机械及冶金结合，且焊接接头处钢侧晶粒细小，并发生了
明显的变形，距离焊缝越近铝侧的晶粒越细小。
参考文献：
［］高惠临，１虞毅．于碳当量的计算公式［］管，０４２关Ｊ．焊２０，７
（５：５１．０）１— ８
面成形内部形成了焊瘤和微咬肉等缺陷，使此处
应力集中增大。
由错边和无错边接头试样的力学性能对比分析可知，具有超差错边的对接焊缝拉伸性能和冲
（）建议在现场进行钢管对死口焊接时，应３严格按照焊接工艺规程执行，并且对留头处补焊时应根据气温特点选择在早晨进行，此时的环境
中，对口器或对口的工装器具给接头附加的外来应力较高，这种变形组织是外载扰动在焊缝熔合
ｗｌｅｏｔａｏｄｃｄｔｅｆｃｕｅａｐａｅｔｈｉｅｏａｍｎｍ，ｔｅｔｎｉｔｎｔａ６ＭＰ，ｗｉｅｄｄｊｉｓｃｎｕｔ；ｈａｔｒｐｅｒｄａｔｅｓｆｌｉｕｎｗｅｒｄｕｈｅｓｅｓｅｇｈｗｓ９ａｈｃｌｒｈ
焊缝组织形变特征也进一步说明，现场施焊过程
小夹渣等易形成应力集中的缺陷，是造成该管线环焊缝对接接头补焊处周向开裂的直接原因。（）现场钢管对死口施焊外加拘束应力高，２对接焊缝错边量超差，是造成该管线环焊缝对接接头补焊处周向开裂的外部原因。
ｆｍｗｌｏｅｉｉ，ｈｒｏｅｄｚｎｔｓｔｅｍｏｅｆｅｇａｎｉ．ｒｉｒｉｓｎＫｅｒｓｆｃｉｎｗｌｉｇｙｗｏｄ：ｒｔｅｄｎ；ｍｅｈｎｃｌｏｉａｉｎ；ｔｌｒｉａｏｉａｉｎ；ｃｏｔｃｕｅｉｏｃａｉａｍｂｎｔｃｏｍｅａｌｇｃｌｍｂｎｔｕｃｏｍｉｒｓｕｔｒｒ
ｏｔａｍｉｏｃｐ，ｎｅｅｉｔａａａｚｄｂＰｎＲ．ｈｓｌｏｅａｔｅｆｓｐｅｒｄａｔｅｐｉｌｃｓｏｅａｄｗｌｄｏｎｗｓｎｌｅｙＥＭＡａｄＸＤＴｅｒｕｔｓｗｄｔｔｈａｈａｐａｅｔｈｃｒｄｊｙｅｓｈｈｌ
ｉｄｃｔａｔｅｔｎｔｏｅｅｉｔｓｉｅａａｏｓｔｉｆｌｍｎｍ，ＯｈｅｅｉｔｓｉｏｄｎｉａｄｔｔｈｒｇｆｌｄｏｎｉｈｇｒｈｎｔｔｆａｅｅａｏｕｉｕＳｔｅｗｌｄｏｔｇｏｅｈｓｅｈｗｄｊｈｔｈｂｍａｒｌａｄｊｎｉｗｈｐｒｒａｃ．Ｔｒｕｈａａｓ，ｉｆｕｄｔａｔｅｃｍｉａｏｏｅｏｅｄｄｊｉｔｂｌｎｓｔｍｃａｉａａｄｅｏｍｎｅｈｏｇｎｙｉｔｏｎｈｔｈｏｂｎｔｎｍｄｆｗｌｅｏｎｅｇｏｅｈｎｃｌｎｆｌｓｉｏ
金属凝固组织中保留下的痕迹。
该部位为现场死口对接焊缝的返修焊部位，依据返修焊接工艺规程规定：补焊过程中根部未熔合焊缝进行全壁厚返修时应进行整口预热，预热温度为１０２０℃。而施工队伍在实际操作时５～０没有严格按照返修焊接工艺规程执行，仅对补焊处局部管端进行了预热，导致补焊时管体内部的
张鹏飞：铝与钢的摩擦焊接接头分析
铝与钢的摩擦焊接接头分析
张鹏飞，张昌青，董丽娜
（．１兰州理工大学甘肃省有色金属新材料省部共建国家重点实验室，兰州７０５；３００
２西安交通大学金属材料强度国家重点实验室，安７０４）．西１０９
Ｘｉ帆ＪａｔｎｉｅｓｔＸｉ∞ ７０４ ’ ｉｏｏｇＵｎｖｒｉｙ， ’ １０９，Ｃｉａｈｎ）
ＡｓａｔＴｅｆｃｏｅｄｎｕｉｕａｄｓｅｗｓｏｄｃｅ．ｈｉｒｓｕｔｒｏｅｅｉａｂｅｖｄｂｂｔｃ：ｈｉｔｎｗｌｉｇｏａｍｎｍｎｔｌａｎｕｔｄＴｅｍｃｏｔｃｅｆｌｄｏｔｓｓｒｅｙｒｒｉｆｌｅｃｒｕｗｄｊｎｗｏ
态，当达到焊接温度时，迫使工件停止转动，同
时施加一定的顶锻压力，形成良好接头的一种方
ＨＡＮ＼ＡＮＧＵ
・１・３
齐丽华：Ｘ０螺旋埋弧焊管对接环焊接头失效裂纹分析８
连接成宏观裂纹并扩展。内焊道焊趾根部裂纹处
综合以上分析，该管体环焊缝接头周向裂纹是由于现场对死口处焊接时外加拘束应力高，现
场补焊焊接工艺操作不当，造成环焊缝错边量超差，内焊缝根焊组织中存在大量微气孔和细小夹
渣等易形成应力集中的缺陷，在外载荷和应力集
ｓｅｏａｕｉｕｅｅｉｔｅｄｗｉｒｅｅｒａｉｉｏａｐａａｔｅｓｅｆｔ１Ｔｅｈｌｔｓｅｅｔｏｉｍｎｍｉｗｌｄｏｌ，ｈｌｌｇｆｍｔｎｄｄｎｔｐｅｒｔｈｄｅ．ｏｅｅｉｓｆｄｆｌｎｄｊｎｗｅａｄｏｏｉｏｓｅｈｗｎｌｔｒ
ＺＨＡＮＧｎ —ｅＺＨＡＮＧＰｅｇｆｉ，Ｃｈａ－ｉｇ，ｎｇｑｎＤＯＮＧ — ａＬｉｎ
（．ｔｅｅａｏａｒｏＧｍｕｄａｃｄＮｎｅｒｕｔｌｔｄｓＬｎｈｕ１ＳａｙＬｂｒｏｙｆａＡｖｎｅｏ－ｒｓａＭａａ，ａｚｏｅｔＫｔｆｏＭｅｅｌｏＴｃｎｌｙｆｅｈｏｏｇＬｎｈｕ３００Ｃｉ；．ｔｅｅａｏｏｆｒｃａｉａＢｈｖｒＭａｒｓａｚｏ０５，ｈｎ２ＳａｙＬｒｒｏｈｎｃｌｅａｉ７ａｔＫｂａｙＭｅｔｏｏｔｉ，ｆｅａｌ
温度较低，管体内部的水蒸汽较少。并且施焊前
应对补焊部位进行周向整体预热，同时在死口对
接焊前，首先要将切割后的螺旋焊管端口进行矫
形后再对接施焊。
湿度过高，从而导致焊缝根部的微气孔明显增
多。同时受拘束应力影响，错边较为严重，给补焊过程造成困难。焊缝成形不理想，在单面焊双
『］ＡＳＭ６４Ａ６４Ｍ一２０４ＴＡ９／９０８．ＳａｄｒｐｃｆａｉｎｆｒｔｎａｄＳｅｉｃｔｏｉｏ
ＣａｂｎａｄＡｌｏｔｅｒｉｓｏｐｅＦｌｎｅｒｏｎｌｙＳｅｌＦｏｇｎｇｆｒＰｉａｇｓ，Ｆｉ— ｔ
摘
要：对铝与钢进行了摩擦焊接试验，通过光学显微镜对焊接接头显微组织进行了观察，结
合电子探针（ＰＡ）ＸＤ对焊接接头进行了分析。铝和钢摩擦焊接所得到的接头在焊缝处铝ＥＭ及Ｒ
侧有飞边，而钢侧没太大变形，对该焊接接头进行整体拉伸试验，接头在铝侧发生断裂，接头
高压锅锅底结构等。铝与钢的焊接结构综合了两种
材料的优点，既减轻了质量，又具有一定的强度。由于铝与钢的物理性能相差很大，将这两种材料焊接在一起存在一定的困难。最先使用加压气焊
对转动摩擦生热，使工件接触部分达到塑性状
击韧性均低于无错边的对接焊缝。