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摘要
选用复层占比约23%的6.5 mm厚铜（复层）/铝（基层）金属层状复合板作为焊接对象，研究对其进行搅拌摩擦焊接（FSW）的可行性；同时重点研究焊接工具的作用位置（复层在上和基层在上）对于焊接过程的影响；此外，结合有限元模拟技术，分析FSW过程中焊接工具的热力耦合作用对于铜复层流动行为的影响，以及接头中微观组织，尤其是界面区组织的变化。结果表明，在下压量为0.2 mm、焊接速度为150 mm/min和旋转速度为900 r/min的焊接参数下，当采用铝基层在上的焊接方式时，铜复层侧受焊接工具热机作用影响较弱，向上迁移作用较小，并且由于底部作用温度较低、铜复层熔点较高以及导热性较强，因此容易导致在接头底部形成明显的隧道缺陷；当铜复层在上时，可以获得成形良好的FSW接头，由于焊接过程中后退侧和前进侧温度存在差异，在温度较低的后退侧中的铝-铜界面区域，仅形成了少量的Al-Cu金属间化合物层；在温度较高的前进侧中铝-铜界面区域，则由较厚的脆性Al-Cu金属间化合物层组成，该FSW接头的平均抗拉强度为85.2 MPa，约为母材抗拉强度的62.7%。
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