基于银层间技术的AA6061和AISI 4340的摩擦焊接分析

基于银层间技术的AA6061和AISI 4340的摩擦焊接分析

刊名：Defence Technology（英）

刊期：2015年第11期

作者：Suresh D.et al

编译：苗志慧

研究了基于持续摩擦焊技术连接合金铝AA6061和低合金钢AISI4340两种材质的焊缝性能，并从金相检验、X射线衍射、电子探针显微分析、拉伸试验和显微硬度等方面进行评价。

研究表明，金属间化合物层接合处的拉伸强度和伸长率均表现较差；AA6061中靠近焊接口的镁元素有利于金属间Fe2Al5化合物的形成和生长；采用银层间技术，在AISI 4340层间通过电镀方式引入银质可在焊接接口处产生硅积累，置换AA6061侧的镁，从而降低金属间化合物层的宽度并相应地增加了拉伸强度；接口处银的存在导致基于铁-铝系的金属间化合物与基于银-铝系的金属间化合物的局部置换，这些金属间化合物的存在已被X射线衍射技术证实。银-铝系相韧性好，且抗拉强度几乎不变，可在AA6061焊接接口处形成硅偏聚，银质在层间充当势垒阻止铁扩散，并进一步避免形成铁-铝系金属间化合物。

金属合金的拉伸性能和硬度与其微观组织结构有关。铁-铝系金属化合物Fe2Al5和FeAl3的生成有利于异种金属焊接，其微观硬度较大但韧性较低，而银夹层的加入使得其硬度略有降低，因此基于铝-银系金属化合物的异种金属焊接接口处的抗拉强度和伸长率优于铁-铝系金属化合物。

银层间技术可使得异种金属焊接实现240MPa的最大拉伸强度，具有4.9%的伸长率。铝合金AA6061和低合金钢AISI 4340异种金属焊接接口处的这一优良性能得益于银质作为层间物质促进了Ag3Fe2、Ag2Al和Ag3Al等韧性相的形成。