徐永生, 杨新岐, 唐文珅, 靳立辉, 姚长娟, 刘旭光
针对单晶炉用4 mm板厚TU1铜部件进行对接搅拌摩擦焊(Friction stir welding,FSW)工艺试验,探讨焊接工艺参数对焊缝成形、组织特征、力学性能及导电率的影响规律。结果表明,在主轴转速ω=300~1 000 r/min与焊接速度v=60~200 mm/min范围内均可获得表面光滑无内部缺陷的对接焊缝,接头外观尺寸可精确控制且基本无残余焊接变形。接头主要由焊核(Stirring zone,SZ)、热影响区(Heat affect zone, HAZ)及母材(Base material,BM)组成,未观察到热力影响区(Thermal mechanical affect zone, TMAZ)。在300 r/min下SZ和HAZ晶粒组织具有明显差异,随主轴转速增加SZ与HAZ组织差异不断减小。在800 r/min时可获得SZ和HAZ与母材基本相同晶粒组织特征,焊接速度变化对SZ和HAZ组织差异影响较小。接头硬度分布不均匀,当转速超过600 r/min时SZ和HAZ存在明显软化现象,最薄弱区位于HAZ。接头电导率在99.5%~102.5%IACS范围变化,其中SZ电导率优于BM、而HAZ电导率低于BM。在焊接工艺300 r/min-60 mm/min下接头抗拉强度达到BM的90%以上,断后伸长率为14.5%以上;断口呈现优异韧性断裂特征。