钛/铝异种金属搅拌摩擦焊及其改型新工艺研究进展

石磊, 张贤昆, 李阳, 武传松, 刘小超

材料工程 ›› 2025, Vol. 53 ›› Issue (06) : 62-73.

钛/铝异种金属搅拌摩擦焊及其改型新工艺研究进展

  • 石磊, 张贤昆, 李阳, 武传松, 刘小超
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摘要

钛/铝异种焊接结构兼具钛合金的高强度、耐腐蚀性以及铝合金的轻质、易成型特性,为产品设计和制造提供了更广阔的选择空间。同时,该结构有助于降低构件质量和成本,实现轻量化与结构-功能一体化。搅拌摩擦焊作为一种固相焊接方法,是最适合于钛/铝异种连接的方法之一。然而,在钛/铝常规搅拌摩擦焊接过程中,仍存在搅拌针磨损严重、焊缝厚度方向性能不均匀、焊缝根部易出现未焊合缺陷、金属间化合物难以精准调控等问题。本文综述了国内外研究者针对上述问题提出的改进措施,探索了多种新型工艺,以期改善钛/铝常规搅拌摩擦焊的不足,实现高质量连接。分析对比了不同改型工艺的特点与适用性,主要包括界面添加中间层、施加辅助外场、改变接头形式以及采用静轴肩搅拌摩擦焊4种方法,探讨其在提升焊接质量和优化界面性能方面的作用与机制,并对钛/铝异种搅拌摩擦焊的未来发展方向进行了系统总结。最后指出,未来的研究应进一步优化焊接改型新工艺,同时提高工艺的稳定性和工业应用的可行性,以推动钛/铝异种焊接结构的工程化应用。

关键词

搅拌摩擦焊 / 钛/铝异种金属 / 改型搅拌摩擦焊 / 连接机制 / 金属间化合物 / 力学性能

中图分类号

TG453.9

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石磊, 张贤昆, 李阳, 武传松, 刘小超. 钛/铝异种金属搅拌摩擦焊及其改型新工艺研究进展. 材料工程. 2025, 53(06): 62-73

基金

国家自然科学基金项目(52275349,52035005); 山东省重点研发计划(重大科技创新工程)资助项目(2021ZLGX01)

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