三种母材成分如表2、表3: 表2 铜母材成分
成分 Cr Zr Cu
BHT铬锆铜
JX铬锆铜 0.61%
0.85% 0.060%
0.062% 平衡平衡 表3 铝母材成分
成分 Si Fe Cu Mg Zn Mn Ti Al
1050A铝 0.25% 0.40% 0.05 % 0.05% 0.07% 0.05 % 0.05 % 99.50%
2.2 焊接设备及参数
本实验采用C-4D-L型连续驱动摩擦焊机完成铜铝导电端子的焊接,焊机参数如表4[21],焊接过程如下:
(1)铜铝母材焊前热处理;
(2)将铜、铝母材待焊端面车削平,保证摩擦焊接时两端面有效接触,同时也可
除去焊件表面油污;
(3)使铜管和铝管处于同一轴线上,在主轴转速为770 r/min,焊接压力179—215 MPa、焊接时间0.6—0.8s的工艺参数下完成焊接;
(4)焊后削去飞边毛刺。 表4 C-4D-L摩擦焊机参数表
型号 最大顶锻力
主轴最高转速 焊件直径
旋转夹具夹料长度 移动夹具夹料长度 滑台最大行程 总功率
生产率
整机轮廓尺寸 L×W×H 重量
C-4D-L摩擦焊机 40
千牛 600
转/分 8 - 12
毫米
50-
270
毫米 100 - 370
毫米 320
毫米 12
千瓦 100-
180
件/
小时 2540 × 1012 × 1620
毫米 3吨
3 试验流程 3.1 焊前热处理
铜与铝在熔点、强度等方面存在较大的焊接性差异,尤其是强度方面的差异,对于摩擦焊接过程的影响尤为巨大,为了缩小铜、铝之间的强度差异,焊前应对母材进行热处理。其方法如下:
(1)铜母材焊前热处理:向加热炉中通入氮气排除所有空气,使母材处于惰性气体氛围中,缓慢将温度升高到180℃,保温3分钟后,母材随炉自然冷却到室温;
(2)铝母材焊前热处理:将母材置于加热炉中后,缓慢升温到160℃,保温12小时后随炉冷却到室温。
应当注意,此方法中所说的缓慢升温是指每分钟升高10℃。随后进行的拉伸试验显示,退火后的铜的抗拉强度由383MPa降到174MPa,退火后的铝的抗拉强度则由65MPa升高到117MPa,铜和铝的抗拉强度的差异大大的缩小了,焊前热处理有利于焊接过程的顺利进行。
3.2 拉伸试验
为了检测焊缝强度,焊后进行拉伸试验,采用线切割技术将焊接试样制成55x14
x2mm的拉伸试样,使焊缝位于最大长度方向中间,而后按规定操作完成实验,其结果如表5所示。
表5 拉伸试验数据表
试样编号 最大载荷
/N 抗拉强度
/N•mm2 平均值
/N•mm2 断口位置
BHT-01
BHT-02
BHT-03 2370.0
2240.2 铜铝异种材料摩擦焊接工艺研究(5):http://www.youerw.com/cailiao/lunwen_4050.html