吻接：形成的原因主要是因为搅拌头尺寸设计不合理、焊速过快或者输入的热量不足，造成前一层转移材料与后一层转移材料之间虽然在宏观上紧密连接，但是在微观上没有连接牢固。因为这种缺陷隐蔽性很强，只有使用相控阵超声波检测技术才能可靠地发现这种缺陷的存在，常规的检测技术极难检测到，因此危害很大[9-12]。选择恰当的工艺参数能够避免产生这种缺陷。

1。1。4  搅拌摩擦焊的发展论文网

FSW作为一种突破性的新型焊接技术，极大地冲击并推动了焊接技术的发展。其应用速度比传统焊接技术快得多，目前已在现代制造业、交通运输业等多个领域得到广泛的应用。一开始可焊接的材料只有铝、铜、钛等有色金属，而现在已经扩展到了多种黑色金属和复合材料，在异种材料的焊接中也表现良好。相信随着焊接技术的进一步发展，可以用于FSW的材料将会变得更多，焊速变得更快、接头性能更优秀、生产成本更低并且做到全自动化生产，FSW技术将会成为一种可靠的、用途广泛的焊接技术，在越来越多的工业领域发挥广泛的用途[13]。

1。2  铝-铜异种材料搅拌摩擦焊的发展现状

1。3  本课题的研究意义、目的和方法

1。3。1  本课题的研究意义

异种材料的焊接是指在指定的工作条件下将化学成分和物理性质各不相同的两种或多种材料焊接成满足使用条件的工件。在进行异种材料焊接之前，不仅要考虑两种材料各自的性质，还要考虑两者间的冶金相容性、表面状态等诸多因素[24]。相对于同种材料的焊接，异种材料的焊接更加困难[25]。

表1。2  铝和铜的物理性能比较（20℃）

性能 铝 铜

抗拉强度（MPa） ≥90 ≥200

电阻率（Ω·10-8m） ≤2。8264 ≤1。7241

电阻温度系数（℃-1） 0。00429 0。00393

热膨胀系数（℃-1） 1。66×10-5 2。38×10-5

热传导系数（W/mK） 226 402

熔点（℃） 660 1083

表1。2列出的是铝和铜的部分物理性能，从列出的数据可以看出铝、铜之间的物理性能存在较大的差别（尤其是两者间熔点相差423℃，热膨胀系数相差40%以上)。Al-Cu异材焊接之所以困难，是因为存在以下几个问题[26,27]：

（1）铝和铜的高温氧化问题

由于铝、铜两种材料和氧之间都具有很高的亲和力，在母材的表面以及熔池中容易生成CuO、Cu2O、Al2O3等难以除去的氧化物，这些氧化物的存在会阻碍铜与铝之间的熔合，并形成共晶体分布在晶界上，导致接头裂纹和脆性断裂。

（2）铝和铜的裂纹问题

由于铜的热膨胀系数比铝大40%，焊接后Al-Cu异材接头产生较大的残余热应力的可能性很高，当热应力超过了接头的强度极限时就会产生裂纹。

（3）铝和铜的气孔问题

铝和铜都拥有非常优秀的导热性能，熔池结晶过程很快、时间很短，因此铝和铜在液态时溶解和吸收的气体以及冶金反应时中生成的气体往往无法逸出熔池表面，保留在焊缝中形成了焊缝中的气孔。

（4）铝和铜形成脆硬性、高电阻率的金属间化合物问题