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摘要
大截面铝/钢复合结构件在连续驱动摩擦焊焊接过程中需要长时间的摩擦才能使界面金属从弹塑性转变为粘塑性状态，长时间的摩擦会导致构件焊缝处产生厚且不均匀的脆性Fe-Al金属间化合物，影响接头的整体性能。摩擦焊过程中铝/钢界面的预置中间层相当于物理扩散屏障，阻碍Fe、Al原子的互扩散，抑制脆性Fe-Al金属间化合物的形成。采用钢侧焊接面添加/未添加Zn中间层的Q235低碳钢棒和1060纯铝棒进行连续驱动摩擦焊接，对比分析焊接过程中的摩擦扭矩、温度以及焊后界面微观组织。结果表明：Zn中间层可以降低焊接过程中的初始峰值扭矩和峰值温度，减小中心区域金属间化合物厚度。添加Zn中间层的接头局部最大抗拉强度提高7.8%,平均抗拉强度提高7%。中心区域的Zn中间层在焊接过程中被摩擦压力挤压到外缘，距中心R/2的区域形成韧性较好的Fe2Al5Zn0.4,距中心2R/3的区域存在Zn元素偏聚现象。
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