高频感应预热低碳钢板的摩擦搅拌焊接方法



高频感应预热低碳钢板的摩擦搅拌焊接方法

摩擦搅拌焊接法正逐步代替传统的电阻点焊法和铆钉技术，其投资成本降低约40%。点摩擦搅拌焊因无烟雾或火花的产生，是一种环境友好型的点焊方法。生产将摩擦搅拌焊应用于轻金属（如铝合金等）以改善汽车燃油经济性和提高车辆性能。随着高耐磨旋转工具的发展，摩擦搅拌焊可代替用于其它高强度和高熔点的材料，如钢的点焊。摩擦搅拌焊相比传统的电阻点焊方法可提供更高品质的高强度钢。

研究中将厚1.6mm的S12C低碳钢板应用高频感应预热的摩擦搅拌焊焊接，因为预热对S12C低碳钢板的微观结构和力学性能影响显著。

（1）钢板摩擦搅拌焊的高频感应预热可作为外加的热源。

（2）因焊接过程冷却速度较慢，因此所有预热焊缝搅拌区微观结构中类似等轴晶粒的晶粒尺寸略大。在10s预热的情况下，S12C低碳钢板的平均晶粒尺寸从没有预热时的12.9μm增至14.8μm。没有预热的热力影响区（TMAZ）变形结构含大部分低角度边界，而预热的TMAZ含小部分低角度边界。

（3）高频感应预热可在焊接的搅拌区域内形成更大范围的接合界面，显著提高粘接强度，且接合处的剪切力从8kN增加至12.4kN。接合面是通过插头故障模式而不是界面失效模式断裂。相比没有预热的焊接过程可减小摩擦热。

刊名：Materials and Design

刊期：2013年第5期

作者：Y.F.Sun et al

编译：赵唤