搅拌摩擦焊中锻压效应的强化与作用

chinarjg

摘　要:为直观证明倾斜工具能强化搅拌搭接摩擦焊中的锻压效应之事实，提出了一种新的实验方案（采用预先开有小孔的垫板）并获得了预期效果。采用。无针柱状搅拌头与预先开有φ4mm小孔的垫板，分别在有／无倾角的两种情况下进行了2mm厚薄铝板的搭接搅拌摩擦焊。结果表明，在倾角为3°情况下被挤入垫板小孔内的塑化金属的长度（5．3mm）远大于无倾角情况下的相应值（2．6mm）。可见，工具的倾斜可导入并强化焊缝中心区的锻压效应；锻压效应的受力体是针后高温软化金属；锻压效应的主要施力体应是肩，特别是当使用无螺纹光滑针时。据此提出了轴向锻压力与工具倾角的数学关系。基于该数学关系和有／无倾角情况下焊缝宏观缺陷的对比结果认为，锻压效应的主要作用是通过强化针后塑化金属的多方向塑性流动（特别是工具轴向）而强行消除针后回填不足引起的各类空洞缺陷。