龐嘉堯，楊宏，程偉，徐佳佳

1.陜西理工大學(xué)機(jī)械工程訓(xùn)練中心 陜西漢中 723003

2.西安外事技工學(xué)校 陜西西安 710077

1 序言

銅具有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性及加工性能，被廣泛應(yīng)用在電氣設(shè)備行業(yè)[1]。但銅是稀缺資源，價(jià)格昂貴，國內(nèi)每年都會(huì)進(jìn)口大量銅材[2]。隨著現(xiàn)代工業(yè)對銅的需求量逐漸增大，節(jié)約成本、降低銅及其合金的使用量則成為相關(guān)電氣設(shè)備制造企業(yè)所關(guān)注的熱點(diǎn)[3]。鋁合金因具有密度低、強(qiáng)度高、耐腐蝕、導(dǎo)電導(dǎo)熱性及加工性能好等特性而發(fā)展迅速，已被廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)和日常生活中[4]。若在一定條件下，采用鋁合金全部或部分代替銅的使用，可降低產(chǎn)品重量及生產(chǎn)成本，同時(shí)也滿足工業(yè)生產(chǎn)的需求。因此，實(shí)現(xiàn)銅-鋁異種金屬的有效連接，具有極其重要的意義。

但銅、鋁作為異種金屬，其物理化學(xué)性能存在較大的差異，故采用常規(guī)的焊接方法時(shí)，極易產(chǎn)生氧化、金屬間化合物、裂紋、孔洞以及元素?zé)龘p等問題[5]，這給銅-鋁合金的連接使用造成了巨大困難。但隨著攪拌摩擦焊接技術(shù)[6]的出現(xiàn)，使這些問題的解決有了最佳方案。攪拌摩擦焊采用高速旋轉(zhuǎn)的攪拌頭與待焊材料之間摩擦產(chǎn)熱，造成焊材的局部塑化；當(dāng)攪拌頭移動(dòng)時(shí)，塑化金屬隨著攪拌頭運(yùn)動(dòng)流入后側(cè)的空間，形成致密的焊縫[7]。該工藝可連接難熔、物理性差異較大的材料，且避免焊縫產(chǎn)生氧化、裂紋等焊接缺陷。同時(shí)，由于攪拌摩擦焊具有焊接變形小、能耗低、無污染、操作簡便等優(yōu)點(diǎn)，故該技術(shù)自出現(xiàn)之后就備受關(guān)注，一直是學(xué)者研究的熱點(diǎn)[8-10]。

本文主要從工藝因素、微觀組織及力學(xué)性能等方面介紹銅-鋁異種金屬攪拌摩擦焊的研究進(jìn)展，以期為銅-鋁異種金屬攪拌摩擦焊的廣泛使用提供幫助。

2 工藝影響因素

2.1 攪拌頭的影響

在焊接過程中，攪拌摩擦焊主要依靠攪拌針、軸肩與焊材的摩擦產(chǎn)生熱量，以軟化材料；同時(shí)利用軸肩與攪拌針使材料聚集形成焊縫，因此攪拌工具在高溫下必須具有良好的熱硬性和耐磨性[11]。攪拌頭常用的材料有：中碳鋼、高碳鋼、馬氏體不銹鋼、工具鋼、高溫合金鋼[12]，焊接時(shí)應(yīng)根據(jù)焊接母材、工藝參數(shù)等因素綜合考慮選取。因?yàn)閿嚢栳樀男螤?、偏移量，軸肩的下壓量，以及攪拌頭的傾角等都會(huì)對焊接過程、焊縫質(zhì)量產(chǎn)生較大的影響，選擇不當(dāng)會(huì)造成攪拌頭嚴(yán)重磨損且影響焊縫質(zhì)量。

1）在相同條件下，錐形攪拌針和柱形攪拌針的焊接溫度場相似，但是錐形針的產(chǎn)熱較高，且隨著焊縫中心線距離的增加，溫度差值也逐漸增大，同時(shí)焊縫區(qū)過渡平滑，前進(jìn)側(cè)與返回側(cè)更加對稱[13，14]。但也有研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)工藝參數(shù)一定時(shí)，柱形針可改善焊縫的力學(xué)性能[15]。據(jù)此，攪拌針的形貌可以影響焊接產(chǎn)熱及焊縫質(zhì)量，不同的工藝參數(shù)可能會(huì)得出相異的結(jié)論。

2）銅-鋁異種金屬攪拌摩擦焊中，攪拌針的偏移量是影響接頭形貌、性能的因素之一，偏移量在1.5～2mm可得到較好的接頭[16]。若偏移量過大，易造成界面根部形成弱連接；若偏移量過小，則會(huì)促進(jìn)金屬間化合物層的形成，易使界面產(chǎn)生顯微裂紋[17]。董豐波等[18]在銅-鋁異種金屬焊接時(shí)發(fā)現(xiàn)，若攪拌針位于焊縫中心，則攪拌針上黏結(jié)金屬較多，易出現(xiàn)表面溝槽等缺陷。當(dāng)攪拌針偏向銅側(cè)時(shí)，熱量損失較大，需增加軸肩下壓量提升產(chǎn)熱，但易產(chǎn)生飛邊，且焊縫中銅含量增加，為金屬間化合物的產(chǎn)生創(chuàng)造了條件；反之，當(dāng)攪拌針偏鋁側(cè)時(shí)，焊縫質(zhì)量良好，可避免焊接缺陷的產(chǎn)生，使接頭性能得到提升。

3）軸肩在焊接過程中也具有不可或缺的作用。軸肩的作用是增加與待焊母材的摩擦產(chǎn)熱，驅(qū)動(dòng)其附近金屬的塑性流動(dòng)，以及阻止塑性金屬溢出，避免形成飛邊。當(dāng)軸肩的下壓量較大時(shí)，則摩擦產(chǎn)熱強(qiáng)，焊縫飛邊嚴(yán)重，焊縫減薄量增大，且焊縫處的殘余應(yīng)力峰值增大，而殘余變形減少[19]；反之，若下壓量較少，則會(huì)造成塑性金屬溢出，焊縫附近焊材流失嚴(yán)重，易產(chǎn)生溝槽、孔洞等焊接缺陷。

4）攪拌頭傾角是焊接溫度場及材料流動(dòng)的重要影響因素。攪拌頭傾角增大，焊縫前進(jìn)側(cè)的溫度略大于退后側(cè)，增加從攪拌頭后側(cè)流向前進(jìn)側(cè)材料的流動(dòng)性，有利于補(bǔ)充前進(jìn)側(cè)流失的材料，保證焊接過程的連續(xù)性，減少孔洞類缺陷的產(chǎn)生[20]。

2.2 接頭形式的影響

攪拌摩擦焊的接頭形式有搭接和對接兩種。就搭接方式而言，有銅上鋁下和鋁上銅下兩種形式。研究表明[7]，焊接材料的位置對接頭強(qiáng)度的影響主要與熱量輸入有關(guān)。當(dāng)鋁上銅下時(shí)，由于鋁的導(dǎo)熱性比銅差，故焊接區(qū)熱量較多，可減少焊接缺陷、細(xì)化晶粒，故可獲得優(yōu)質(zhì)接頭；而銅上鋁下時(shí)，熱量散失快，焊縫處材料的塑性降低，導(dǎo)致焊接缺陷增多[21]。對此，劉偉健等[22]也發(fā)現(xiàn)類似結(jié)果：銅上鋁下的搭接方式其焊接參數(shù)選擇范圍要小于鋁上銅下的參數(shù)選擇范圍；且前者的焊縫質(zhì)量不佳，缺陷較多。同時(shí)，在搭接方式下，攪拌針的扎入量也決定著焊接質(zhì)量的好壞。當(dāng)攪拌針扎入下層焊材時(shí)，可提升接頭強(qiáng)度[23]；但在相同條件下，接觸多且轉(zhuǎn)速加快時(shí)，焊核區(qū)產(chǎn)熱增多，局部位置溫度升高，為金屬間化合物的產(chǎn)生創(chuàng)造了條件，造成焊縫中金屬間化合物含量多，從而降低焊縫的力學(xué)性能。此外，在對接方式下，根據(jù)焊接方向與攪拌針的旋轉(zhuǎn)方向，焊縫斷面可分為前進(jìn)側(cè)與返回側(cè)。前進(jìn)側(cè)受到的剪切力和摩擦阻力大，故產(chǎn)熱多，因此前進(jìn)側(cè)金屬的溫度高于返回側(cè)[24]。若將熔點(diǎn)低的母材放置在前進(jìn)側(cè)，則母材的黏度急劇下降，焊縫成形性降低；且返回側(cè)高熔點(diǎn)的母材，由于得不到足夠的熱量，其塑化程度降低，流動(dòng)性減小，所以使焊接缺陷產(chǎn)生的傾向增加；據(jù)此，將熔點(diǎn)較高的焊接母材放置在前進(jìn)側(cè)，熔點(diǎn)較低的母材放置在可返回側(cè)，可在一定程度上提升焊接質(zhì)量。

2.3 轉(zhuǎn)速與焊接速度的影響

在攪拌摩擦焊中，攪拌頭旋轉(zhuǎn)與待焊母材摩擦產(chǎn)熱是焊接過程熱量的主要來源，增加轉(zhuǎn)速，焊縫溫度明顯上升[25]；而焊接速度主要控制單位時(shí)間內(nèi)單位長度焊縫所吸收的熱量，且隨著焊接速度的增加，焊縫吸熱量減少，產(chǎn)生焊接缺陷的傾向增大。

在攪拌摩擦焊焊接過程中，焊接熱量輸入可表示為[26]：

式中T——焊接熱輸入（℃）；

K——常數(shù)，一般取0.65～0.75；

α——常數(shù)，取0.04～0.06；

Tm——母材的熔點(diǎn)（℃）；

n——攪拌頭的轉(zhuǎn)速（r/min）；

ν——焊接速度（cm/min）。

式中K、α、Tm均為常數(shù)，故可轉(zhuǎn)化為：T∝n2/ν。從中可看出，攪拌摩擦焊的焊接熱輸入主要是由攪拌頭的轉(zhuǎn)速及焊接速度決定。合理有效地控制攪拌頭的轉(zhuǎn)速和焊接速度，可優(yōu)化焊接過程中的熱輸入量，進(jìn)而保證焊縫質(zhì)量。具體分析如下：首先，當(dāng)焊接熱輸入量較低時(shí)，則母材的塑化程度低，流動(dòng)性差，焊縫處極易產(chǎn)生溝槽、孔洞等焊接缺陷。相反，若熱輸入量過高時(shí)，則母材的塑化程度好，焊縫處的焊材極易從軸肩處溢出，產(chǎn)生焊接缺陷；其次，熱輸入量過高，會(huì)造成焊縫及其影響區(qū)內(nèi)組織粗大，同時(shí)促進(jìn)金屬間化合物的產(chǎn)生，進(jìn)而降低接頭的力學(xué)性能。因此，控制好熱量輸入量是獲得高質(zhì)量焊縫的關(guān)鍵因素[27，28]。而合理有效地控制焊接參數(shù)則是控制熱量輸入的主要手段。

綜上所述，攪拌頭、焊材的接頭形式及焊接參數(shù)都會(huì)對銅-鋁異種金屬的宏觀焊縫質(zhì)量產(chǎn)生影響，且現(xiàn)階段的研究也多集中于此。但關(guān)于此類工藝因素對焊接過程中的溫度場、材料流動(dòng)、焊縫內(nèi)的應(yīng)力應(yīng)變等研究較少，對應(yīng)的影響機(jī)理也是知之較少，故對于此類工藝因素的影響仍需更深入的研究。

3 組織分析

3.1 微觀組織

焊接接頭的組織從鋁側(cè)到銅側(cè)依次是，鋁母材區(qū)、鋁側(cè)熱影響區(qū)（HAZ）、鋁側(cè)熱機(jī)影響區(qū)（TMAZ）、焊核區(qū)（NZ）、銅側(cè)熱機(jī)影響區(qū)（TMAZ）、銅側(cè)熱影響區(qū)（HAZ）和銅母材區(qū)。焊接區(qū)的形狀主要受到工藝參數(shù)[29]、攪拌頭形狀[30]等因素的影響，常分為倒圓臺(tái)形[31]和橢圓形[32]兩種。其中，銅-鋁異種金屬焊接時(shí)常呈橢圓形，且橢圓心處于偏鋁側(cè)；而焊縫橫截面則呈現(xiàn)出上寬下窄的漏斗狀[30]。在焊接過程中，由于塑性變形和摩擦熱的影響，焊核區(qū)發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶，故該區(qū)晶粒多為細(xì)小的等軸晶。由于凝固過程中存在金屬的塑形流動(dòng)，所以焊核區(qū)會(huì)出現(xiàn)“洋蔥環(huán)”組織。同時(shí)，由于焊核區(qū)晶粒細(xì)化，故顯微硬度較高。熱機(jī)影響區(qū)也受塑性變形和摩擦熱的影響，靠近焊核區(qū)晶粒較細(xì)小，但遠(yuǎn)離焊核區(qū)晶粒會(huì)逐漸增大。該區(qū)常會(huì)出現(xiàn)Hook鉤現(xiàn)象：即顯微硬度較焊核區(qū)低，但高于母材及熱影響區(qū)。由于焊接熱影響區(qū)僅受熱循環(huán)影響，不發(fā)生塑性變形，故該區(qū)晶粒較為粗大。

“洋蔥環(huán)”組織為鋁合金與銅的機(jī)械混合體，偏向前進(jìn)側(cè)一邊，環(huán)與環(huán)之間的間隙較大，環(huán)間散落分布著白色顆粒的鋁銅金屬間化合物，“洋蔥環(huán)”金屬發(fā)生強(qiáng)烈的塑性剪切變形，金屬繞攪拌針按一定規(guī)律轉(zhuǎn)移混合，此區(qū)域組織較致密[18]。經(jīng)過對焊縫內(nèi)金屬的流動(dòng)研究發(fā)現(xiàn)，“洋蔥環(huán)”結(jié)構(gòu)的本質(zhì)是材料周期性流動(dòng)形成的一個(gè)個(gè)弧面在焊縫橫截面上的剖視圖[33]。這是由于在焊接過程中，材料在攪拌針的旋轉(zhuǎn)和移動(dòng)共同作用下不斷流動(dòng)，同時(shí)受到軸肩的擠壓造成的[34]，所以“洋蔥環(huán)”可清楚地反映出金屬的流動(dòng)過程。

Hook鉤結(jié)構(gòu)是攪拌摩擦焊搭接接頭的典型特征之一，且Hook鉤都是從銅側(cè)向鋁側(cè)延伸。主要原因是，在銅-鋁異種金屬焊接時(shí)，銅側(cè)的熔點(diǎn)高，其流動(dòng)性較差，在焊接過程中攪拌頭會(huì)將熱機(jī)影響區(qū)中的部分銅撕裂，在攪拌頭的攪拌作用下向鋁側(cè)運(yùn)動(dòng)，最終形成Hook現(xiàn)象[35]。劉偉健等[22]從“抽吸-擠壓”理論出發(fā)分析了Hook鉤對接頭性能的影響。不同參數(shù)下搭接接頭界面的前進(jìn)側(cè)和返回側(cè)都會(huì)出現(xiàn)Hook組織；當(dāng)該組織出現(xiàn)在返回側(cè)時(shí)，會(huì)形成自鎖緊效果，向界面方向彎曲的較大面積的鉤狀組織與鋁基體充分接觸，同時(shí)部分銅塊遷移至鋁基體中，增大了結(jié)合面積，促進(jìn)了接頭的力學(xué)性能。而當(dāng)Hook組織出現(xiàn)在前進(jìn)側(cè)時(shí)，Hook鉤末端易產(chǎn)生尖角微裂紋且內(nèi)側(cè)極易形成疏松等焊接缺陷，故Hook鉤末端附近呈弱連接狀態(tài)，極易為裂紋的萌生、擴(kuò)展創(chuàng)造條件，嚴(yán)重影響接頭的力學(xué)性能。

3.2 金屬間化合物

從鋁/銅二元合金相圖中可知，該系統(tǒng)中除了鋁基固溶體、銅基固溶體外，還存在13種相。鋁在銅中的溶解度隨著溫度的下降而逐漸降低，并逐步形成 Cu2Al、Cu3Al2、CuAl與CuAl2等金屬間化合物。

對銅-鋁攪拌摩擦焊接頭界面進(jìn)行物相分析，發(fā)現(xiàn)接頭物相圖譜中除了母材Cu和Al的衍射峰外，還存在CuAl2、Cu9Al4的衍射峰，這表明接頭處產(chǎn)生了CuAl2、Cu9Al4金屬間化合物[36]。當(dāng)對接頭進(jìn)行退火處理時(shí)，Al-Cu界面處發(fā)生明顯的多層互擴(kuò)散結(jié)構(gòu)，其臨近Cu側(cè)的金屬間化合物主要是Cu9Al4+CuAl，靠近Al側(cè)的金屬間化合物主要是CuAl2和鋁基銅固溶體，中間層則主要是CuAl和CuAl2組成的金屬間化合物[35]。這與之前的研究結(jié)果類似，擴(kuò)散層由CuAl2、CuAl、Cu4Al3和Cu9Al4四種金屬間化合物組成，且接頭內(nèi)部的金屬間化合物是在退火過程中通過擴(kuò)散產(chǎn)生的[37]。研究中還發(fā)現(xiàn)[38]，這些化合物都是熱力學(xué)與動(dòng)力學(xué)共同作用按照一定次序產(chǎn)生的。在低溫時(shí)，先在鋁側(cè)產(chǎn)生CuAl2相，隨后產(chǎn)生Cu9Al4和CuAl相；高溫時(shí)，先產(chǎn)生Cu9Al4相，隨后產(chǎn)生CuAl2相。

金屬間化合物屬于硬脆相，其存在會(huì)嚴(yán)重降低接頭的塑性及結(jié)合強(qiáng)度，導(dǎo)致接頭發(fā)生脆性斷裂的傾向增大。有研究表明[39，40]，接頭中的CuAl2相呈網(wǎng)狀分布，當(dāng)厚度較大時(shí)，接頭發(fā)生脆性斷裂的風(fēng)險(xiǎn)增加。不當(dāng)?shù)暮附庸に嚒⒑附訁?shù)以及后續(xù)的熱處理會(huì)促進(jìn)金屬間化合物的產(chǎn)生。為了獲得質(zhì)量良好的接頭，應(yīng)減少接頭內(nèi)的金屬間化合物的含量，優(yōu)化其形貌及分布狀態(tài)?，F(xiàn)在常見的優(yōu)化金屬間化合物的方法主要有合金化處理[41]、優(yōu)化焊接方式[34，42]、增加隔斷片[43]、增加后處理工藝[42]及優(yōu)化攪拌摩擦焊的工藝參數(shù)等。

1）合金化處理，即將合金元素Ni、Ti、Zn、Sn等添加到銅-鋁攪拌摩擦焊搭接接頭中，控制接頭處的組織及金屬間化合物的形貌、含量來提升焊縫的冶金性能及力學(xué)性能。如在接頭中添加Sn元素，可抑制金屬間化合物的生成；接頭的斷裂模式向塑性斷裂轉(zhuǎn)變，斷后伸長率有所增加；在低轉(zhuǎn)速下可提升接頭強(qiáng)度[35]。

2）優(yōu)化焊接方式則是相對于傳統(tǒng)攪拌摩擦焊而言，采用水下攪拌摩擦焊對Al-Cu合金進(jìn)行焊接。該方法可進(jìn)一步降低熱影響，降低原子的擴(kuò)散能力和擴(kuò)散層的厚度，從而減少接頭中金屬間化合物的產(chǎn)生，提升接頭的力學(xué)性能。

3）增加隔斷片即在接頭處增加薄金屬片，阻隔原子的相互擴(kuò)散，抑制金屬間化合物的形成，達(dá)到提升焊接接頭性能的目的。

4）增加后處理工藝則是對焊后接頭進(jìn)行退火熱處理，消除加工硬化和殘余應(yīng)力，在一定程度上提升接頭性能。但熱處理時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制熱處理參數(shù)及過程，否則會(huì)造成金屬間化合物的粗化，降低接頭的性能。

5）優(yōu)化工藝參數(shù)，特別是調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速、焊接速度等工藝參數(shù)，可減少金屬間化合物的含量。如攪拌頭轉(zhuǎn)速一定時(shí)，焊接速度小，則單位長度焊縫上的熱量多，原子擴(kuò)散能力增大，會(huì)促進(jìn)金屬間化合物的產(chǎn)生及生長，進(jìn)而接頭的塑韌性降低，脆性升高，接頭脆性斷裂的傾向增大。反之，當(dāng)焊接速度大時(shí)，單位長度焊縫上的熱量少，焊材塑性低，流動(dòng)性差，則焊縫中產(chǎn)生孔洞缺陷的風(fēng)險(xiǎn)升高。因此，合理優(yōu)化工藝參數(shù)可獲得質(zhì)量良好的焊接接頭。

綜上所述，盡管關(guān)于銅-鋁異種金屬攪拌摩擦焊的接頭組織研究取得了不少的成果，但限于焊縫成形的空間狹小，不能直接觀察了解焊接過程中材料流動(dòng)，故對接頭組織的研究多集中在金相法。鑒于金相法僅可觀察焊縫的宏觀結(jié)構(gòu)差異，不能反映焊縫內(nèi)部的材料流動(dòng)信息，因此也逐漸出現(xiàn)了標(biāo)記材料示蹤、數(shù)值模擬等方法對材料流動(dòng)過程進(jìn)行研究。但此類研究仍不能完全、真實(shí)的還原焊接過程中的材料狀況，故仍需更深入地研究。

綜上所述，關(guān)于銅-鋁異種金屬攪拌摩擦焊接接頭的內(nèi)部材料流動(dòng)、溫度場等對其微觀組織的形成機(jī)理與組織演變機(jī)理的認(rèn)識(shí)還存在不足，對焊接過程中有關(guān)現(xiàn)象的解釋也存在較大分歧，故做進(jìn)一步研究仍十分必要。

4 接頭性能研究

由于銅-鋁異種材料物化性能存在較大差異，故其焊接接頭的力學(xué)性能與同種材料接頭性能存在極大的差異。在銅-鋁異種金屬攪拌摩擦焊中，接頭的抗拉強(qiáng)度一般都小于母材的抗拉強(qiáng)度；而接頭的微觀組織及金屬間化合物的含量、形貌及分布共同決定接頭的抗拉強(qiáng)度。研究發(fā)現(xiàn)，銅側(cè)熱力影響區(qū)是接頭中最薄弱的位置[44，45]。主要是因?yàn)楹附舆^程中熱輸入量太高，促進(jìn)焊核區(qū)內(nèi)金屬間化合物的產(chǎn)生；另外，熱量輸入高，造成銅側(cè)母材的塑性增大，在攪拌作用下，大塊銅被帶到鋁基體內(nèi)，降低組織均勻性，從而降低了接頭處的抗拉強(qiáng)度[46]。但也有研究表明[47]，斷裂位置發(fā)生在鋁合金側(cè)的熱機(jī)影響區(qū)。

研究發(fā)現(xiàn)[21，48，49]，接頭焊核區(qū)的硬度一般高于母材硬度，而接頭組織中的熱影響區(qū)硬度最低。這主要是由于焊核區(qū)存在再結(jié)晶，內(nèi)部晶粒相較于其他位置細(xì)小，且焊接過程中產(chǎn)生硬而脆的金屬間化合物，故硬度較高。熱影響區(qū)則主要是由于受到焊接過程中的熱影響，晶粒粗大，故硬度最低。

常用電阻率或相對電導(dǎo)率來評價(jià)銅-鋁異種金屬接頭的導(dǎo)電性[50]，而接頭中的金屬間化合物含量、厚度，以及接頭中的裂紋、孔洞等焊接缺陷均會(huì)嚴(yán)重降低接頭的導(dǎo)電性[51，52]；同時(shí)，焊接參數(shù)中的主軸轉(zhuǎn)速和攪拌針的偏移量對接頭的導(dǎo)電性影響最大[53]。因此，消除焊接缺陷、抑制金屬間化合物的生成及長大，可提升接頭的導(dǎo)電性。

綜上所述，接頭性能主要由其微觀組織決定，而微觀組織則主要由焊接過程中的熱輸入量決定。如何合理有效地控制焊接熱輸入量是決定焊接接頭性能的關(guān)鍵因素。為此研究者也做了大量的探索，并獲得了眾多成果，但對銅-鋁異種金屬攪拌摩擦焊的廣泛使用仍顯不足，還應(yīng)在此方面進(jìn)行深入研究。

5 結(jié)束語

本文較為系統(tǒng)地介紹了銅-鋁異種金屬攪拌摩擦焊的研究狀況，分析了工藝參數(shù)對焊接接頭微觀組織、力學(xué)性能的影響。從中可知，現(xiàn)在對銅-鋁異種金屬攪拌摩擦焊的研究主要是在焊接參數(shù)對接頭組織及性能的影響，而相應(yīng)的對接頭內(nèi)部材料的流動(dòng)、應(yīng)力應(yīng)變分布等的研究較少。因此，銅-鋁異種金屬攪拌摩擦焊的廣泛使用仍需要一定的時(shí)間，而后期的主要研究方向則主要是焊接過程中熱輸入量的精準(zhǔn)控制、焊接缺陷的抑制、接頭內(nèi)部材料的流動(dòng)，以及焊接過程中溫度場、應(yīng)力應(yīng)變場的分布。