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2.3.5 扫描电镜分析试验 11
3 铜的搅拌摩擦焊接 13
3.1 钨极电弧预热试样 13
3.1.1 预热参数及结果 13
3.1.2 试验结果分析 13
3.2 搅拌摩擦焊接铜板 13
3.2.1 焊接工艺参数及试验结果 13
3.2.2 试验结果分析 16
3.3 本章小结 17
4 钨极电弧作为复合热源的搅拌摩擦焊 18
4.1 焊接工艺参数及试验结果 18
4.2 增大搅拌头转速的搅拌摩擦焊 19
4.3 本章小结 20
5 焊缝微观组织与力学性能分析 21
5.1 微观组织分析 21
5.2 力学性能分析 24
5.2.1 显微硬度分析 25
5.2.2 拉伸试验分析 26
5.3 本章小结 26
6 搅拌头适应性分析 28
6.1 搅拌头材料的选择 28
6.2 焊后搅拌头分析 28
6.2.1 搅拌头磨损情况分析 28
6.2.2 焊缝中搅拌头元素的分布 29
6.3 本章小结 33
结 论 34
致 谢 35
参 考 文 献 36
1 绪论
1.1 前言
铜及铜合金具有优良的导电性、导热性、耐蚀性及良好的塑性，冷、热加工性能良好，具有高的抗氧化性以及抗淡水、盐水、氨碱溶液和有机化学物质腐蚀的性能，铜合金还具有较高的强度性能。铜及其合金以其独特而优越的综合性能，在电气、电子、动力、化工、交通、航空和军工等工业部门中得到较广泛的应用[1]。
搅拌摩擦焊接（Friction Stir Welding，FSW）是英国焊接研究所（TWI）于1991年发明的一种新颖而有潜力的焊接方法。这种方法打破了原有摩擦焊只限于圆形截面材料焊接的概念，是上世纪末本世纪初最新的铝及其合金的焊接技术。自从搅拌摩擦焊发明以来，搅拌摩擦焊技术在世界各国得到广泛的关注和深入的研究，并向生产适用化发展。特别是针对铝合金材料的焊接，世界范围的研究机构、学校以及大公司都对此进行了深入细致的研究和应用开发，并且在诸多制造工业领域得到了成功应用[2]。随着铝合金搅拌摩擦焊技术的成功应用，以及耐高温搅拌头材料的快速发展，搅拌摩擦焊很快被应用到其他的金属及合金的焊接工艺中，例如镁、铜、钢、钛合金和镍合金[3]。该技术具有接头质量高、焊接变形小和焊接过程绿色、无污染等优点，是铝、镁等合金优选的焊接方法，在船舶、机车车辆、航空和航天等制造领域具有广阔的应用前景[2]。
目前,铜及铜合金的焊接方法以熔焊为主,但熔焊时易产生焊缝成型能力差、热裂倾向大、难于熔合、未焊透、表面成形差、焊缝及热影响区热裂纹以及气孔等问题[1]。因此，考虑使用固相焊中的搅拌摩擦焊的方法焊接。因铜具有导热快、熔点较高的特点，使用搅拌摩擦焊的方法焊接铜及其合金难度较大。所以,需使用复合热源的方法，通过热源的复合，提高铜材的基体温度，再利用搅拌摩擦焊促使塑性流变实现固相连接。所以，开展铜复合热源搅拌摩擦焊接工艺研究，具有非常重大的实际意义与经济意义。