1、銅鋼復合件同時具有鋼、銅兩者的優(yōu)勢，被廣泛應用于壓力容器、電子元件及艦船制造業(yè)中，焊接是制造鋼銅復合件的主要工藝。目前，焊接鋼與銅主要方法有熔化焊和固態(tài)焊。熔焊工藝復雜，接頭易產生缺陷且性能不高；固相焊接雖可獲得優(yōu)質接頭，但工藝要求苛刻，效率不高。 本課題對Q235鋼與T2紫銅的攪拌摩擦焊焊接工藝及接頭性能進行了研究。利用光學顯微鏡觀察了接頭中的組織演變，利用顯微硬度計和電子萬能試驗儀測量了接頭的力學性能并分析了其接頭斷裂特征，

2、利用掃描電鏡和x射線衍射儀分析了接頭焊核中的組織成分及相結構，利用能譜分析了界面處的元素擴散行為。 研究結果表明，在合適的參數(shù)下，利用攪拌摩擦焊焊接鋼與銅，可獲得無缺陷、性能良好的接頭，焊接規(guī)范參數(shù)對焊縫成型有顯著的影響。隨攪拌頭旋轉速度的升高或焊接速度的降低，焊縫表面弧形紋間距減小，焊縫光滑，焊縫表面氧化程度加重。接頭橫截面中部鋼側－焊核交界面與焊縫上表面的夾角反映了焊接線能量的大小，焊接線能量越大，其夾角越大。 接頭

3、鋼側HAZ區(qū)中的軸肩擠壓區(qū)、底板作用區(qū)及再結晶區(qū)，均由細小的等軸晶鐵素體＋珠光體組成；過熱區(qū)由先共析鐵素體＋珠光體及少量的魏氏體組成；不完全再結晶區(qū)由不均勻的等軸晶鐵素體＋珠光體晶粒組成。其中軸肩擠壓區(qū)的組織最細小，未發(fā)現(xiàn)以變形晶粒為特征的熱力影響區(qū)。 接頭銅側熱影響區(qū)的銅晶粒發(fā)生了長大，熱力影響區(qū)及軸肩擠壓區(qū)的晶粒細小，未發(fā)現(xiàn)明顯的變形痕跡。 接頭焊核按形貌特征可分為兩部分：近上表面鋼銅混合帶和由勺柄與勺腹組成的勺子狀

4、區(qū)域，其中含有鋼、銅及鋼銅混合帶三種組織。焊核勺柄與靠近鋼與焊核界處的鋼組織為先共析鐵素體＋珠光體；焊核中部與下部鋼條帶中的鋼組織大部分發(fā)生了組織細化。焊核中的銅在勺柄處呈現(xiàn)銅條帶狀，在焊核中下部呈塊狀，其晶粒相比銅母材細小。 接頭鋼、銅HAZ區(qū)的硬度值與兩種母材硬度值接近。焊核中混合帶的硬度值較高，銅的硬度值較低。在焊核上部，近上表面鋼銅混合帶的硬度值很均勻，略高于鋼母材的硬度，勺子狀區(qū)域的硬度值在鋼母材與銅母材硬度值之間波動

5、；焊核中部和下部的硬度值在銅與混合帶硬度之間波動。距離焊縫上表面越遠，混合帶的硬度值越大，最大硬度值出現(xiàn)在焊核下部鋼銅混合帶處。 接頭抗拉強度值超過銅母材強度的86％，最高抗拉強度達到銅母材的99.1％。在一定范圍內，攪拌頭旋轉速度對接頭拉伸性能影響不顯著；隨著焊接速度增加，其接頭抗拉強度增大；當探針偏移量較低時其抗拉強度略低。拉伸試樣一般斷裂在銅側熱影響區(qū)，為韌性斷裂。 鋼銅混合帶是由α相和ε相組成的鋼銅固溶體。在接頭