攪拌摩擦焊接

攪拌摩擦焊接(FSW)最早用于難于進行熔焊的鋁材,在鋼鐵材料的應(yīng)用方面尚未開展,主要是焊接工具的原因。鋁材的FSW工具用材是工具鋼。鋼鐵材料要進行1000℃以上的FSW,工具鋼會發(fā)生軟化或熔化。因此要求開發(fā)高溫強度高、耐磨性好、與被焊接材料無反應(yīng)的FSW工具用材。為此,開發(fā)出Mo合金、W合金、聚晶立方氮化硼(PCBN)等陶瓷材料,這些材料由于價格昂貴和可靠性不足一直未達到實用化的程度。

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研究人員最近在Co-Al-W基合金內(nèi)發(fā)現(xiàn)了L12結(jié)構(gòu)的3元化合物γ'相Co3(Al,W)。Co-9.2Al-10.2W(原子%)合金組織是γ+γ'兩相組織,這種組織與Ni基超合金的組織非常相似。這種Co基合金的高溫強度等于或大于Ni基合金,是一種新的Co基超合金。用這種Co基合金制作FSW工具,在Ti合金、Zr合金、Cu合金的FSW焊接中顯示出優(yōu)良的性能。

用Co基合金制作FSW工具對軟鋼進行FSW焊接后的外觀觀察表明,焊接面平滑,并且FSW工具幾乎沒有磨損。由于Co基合金制作的FSW工具具有良好的切削性,可以經(jīng)加工后重新使用,因此在成本方面和耐久性方面都比目前使用的FSW工具具有優(yōu)越性。

目前,對9mm厚的合金鋼板進行FSW焊接已經(jīng)獲得成功。今后將在低合金耐磨鋼板、高碳鋼、不銹鋼的接合方面推進FSW工藝。鋼鐵材料的FSW開發(fā)將會有很大進展。

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