1。4 铜合金的摩擦焊研究

连续驱动摩擦焊焊接Cu-Cr-Zr合金主要应用于电气行业，如接触导线、伸缩节等，对于这一方面研究现在还不是很多。而电子束焊、激光焊、液相烧结等常用于加工成型的方法相对于连续驱动摩擦焊来说，连续驱动摩擦焊的成本低、效率高，自动化程度较高，且可以得到无固化缺陷的锻造接头[27]。

吴玮，徐晓菱等通过对惯性摩擦焊研究发现了铜合金的摩擦焊接性，接头成型良好，剪切强度和铜合金等强；陈，李建斌等人用摩擦焊完成了钨铜和紫铜间的可靠焊接，发现接头抗拉强度和整体烧结接头强度基本相同[28]；贺地求等系统地研究了Cu-Cr-Zr合金的摩擦焊成型和焊后热处理对焊缝性能的影响；段沛林分析了整体点触头的摩擦焊复合工艺，发现对铜钨合金之间预留过渡层，可以将铜钨合金和铜或铬铜之间的焊接间接转化成从和铜和铜或铬铜和铜的焊接，解决了铜与铜钨合金之间的焊接成型难题[29]；H。Davari等人用三维有限元模拟纯铜棒的惯性摩擦焊，分析了不同工艺参数下抗拉强度，硬度的影响，其中包括了沿焊缝不同距离温度与塑性应变的变化规律，焊接过程中不同时间对旋转端和移动端的温度与塑性应变的影响[30]。

1。5 研究背景及内容思路

Cu-Cr-Zr合金因为所用的成形方法和自身性质的不同，在应用过程中的特征也不尽相同。摩擦焊作为一种固态焊接工艺，具有环保、节能、效率高的特点，焊前准备相对简单，接头质量好，没有不连续性的熔钎焊缺陷。

    本课题着重研究对Cu-Cr-Zr合金使用的一种相对新颖的摩擦焊方法：连续驱动摩擦焊，并由此深入的研究其焊接接头的各项性能指标。首先，对于Cu-Cr-Zr合金摩擦焊工艺参数进行优化实验，分析各个参数对Cu-Cr-Zr合金焊接的影响。其次，焊接过程中的旋转端高速旋转并和移动端进行摩擦产热，造成焊接接头不同区域内的性能差异。最终，将选定本实验范围内最佳参数的一组焊后试样，让其和热处理后的试样进行对比分析。文献综述

研究内容：

（1）通过试焊，选定焊接参数的大致范围，制定不同的焊接工艺参数，通过连续驱动摩擦焊的焊接方式焊接Cu-Cr-Zr合金；

（2）观察使用不同焊接工艺参数焊接Cu-Cr-Zr合金所得到试样的宏观外貌，进行对比，并通过金相显微镜观察焊接接头的微观形貌，分析比较后确定本实验范围内的最佳的焊接工艺参数；

（3）通过金相显微镜观察在使用最佳焊接工艺参数下焊接Cu-Cr-Zr合金所得的试样的焊接接头，观察并分析其各个区域的组织演变情况；

（4）通过自动硬度计、涡轮导电仪测试Cu-Cr-Zr合金摩擦焊接头不同微区性能，并和热处理以后的试样进行对比分析。

第二章 试验材料、设备和方法

2。1 试验材料

本次试验是采用Cu-Cr-Zr铜合金热轧棒材，试棒尺寸为φ16，长度为80mm，其化学成分主要为：Cu 98。40%，Cr 0。12%，Zr 1。08%，Zn 0。02%，Fe 0。09%等。 Cu-Cr-Zr合金是高强高导合金，其硬度（HV）152-160，导电率（%IACS）78。

2。2 试验设备

本实验用的是哈尔滨焊接研究所所研制的HSMZ-20型连续驱动摩擦焊机进行连续驱动摩擦焊接。HSMZ-20型焊机主要由主机、电控柜、液压站等部分组成。焊机分为旋转端和移动端。旋转端由主电机带动旋转，移动端相对的由机器内部的液压系统驱动完成直线移动，焊接时将焊接的工件分别利用特制的夹具装在旋转端和移动端两端的卡具中。焊接时各项参数，如时间、位移等可以在计算机上设定和实时监控，其结果可以通过与计算机相连的打印机打印出来。