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本文主要对2A12铝合金与Q235的耗材摩擦焊工艺进行了研究,探究了不同焊接工艺参数、外部预热温度对焊接成型及接头强度的影响,采用正交实验探索最佳工艺参数,并且进一步研究了铝-钢多层多道焊接工艺；同时也探索了Q235-T2紫铜的耗材摩擦焊工艺。研究获得了耗材摩擦焊的主轴转速、焊接压力、焊接速度三个重要参数的匹配关系,第一层可焊区间为：主轴转速700～900r/min,焊接速度40～100mm/min,压力3-7MPa；焊接参数的改变会影响耗材的真实接触面,从而影响堆焊层的宽度与厚度的改变。通过正交实验研究了实现焊接的最佳工艺参数,在无预热时,当主轴转速为900r/min,焊接速度为60mm/min,压力为3MPa；预热温度等于200℃,当主轴转速为700r/min,焊接速度为80mm/min,压力为5MPa时其表面成型美观,无宏观缺陷；采用主轴转速为1000r/min、焊接速度为100mm/min)焊接压力为4MPa时可以在不破坏第一层堆焊层完整性情况下得到接头强度较高的多层多道堆焊层。研究结果表明,在可焊区间内基板预热可以提高焊接接头强度,无预热时,其剪切强度最高为85MPa,表现为韧性断裂与脆性断裂,预热温度等于200℃时,其剪切强度最高为130.3MPa,表现为韧性断裂；接头处硬度表明在界面处其硬度都有升高,堆焊层硬度随离界面距离增加而增大。堆焊层在热机械作用下其组织均匀,S相(Al2CuMg)及0相(CuAl2)均匀分布在α(Al)固溶体上,晶粒得到极大细化,界面层钢侧晶粒沿着耗材旋转方向发生变形；界面9μm范围内Al元素与Fe元素发生了相互扩散,且Al元素扩散速度高于Fe元素,X射线衍射结果表明结合面生成了Al2Fe3、Al6Fe、AlFe3金属间化合物。利用前述研究结果,探索研究了钢-铜异种材料耗材摩擦焊工艺,其接头实现了良好的冶金结合,Fe元素与Cu元素在界面处产生了扩散,当热输入过大时,钢与铜会产生一个交织区。