异质金属材料的焊接技术

通过异质金属可靠连接，获得性能优良的焊接接头，可满足战车对结构件性能的要求。美陆军先后开展热源辅助搅拌摩擦焊、搅拌摩擦燕尾榫接等技术在战车异质金属构件连接中的应用研究。

在美国陆军支持下，Focus Hope 工业公司设计了非碳化铪强化的钨镭合金搅拌摩擦工具，开发了热源辅助搅拌摩擦焊工艺参数，采用激光对钢母材进行预加热，成功实现AA6061-T6511 铝合金和高硬度装甲钢（MIL-DTL-46100E HHA）的连接，并通过设计定制水冷焊接夹具，延长了焊接工具寿命及焊缝长度。机械载荷试验结果表明，热源搅拌摩擦焊接头强度高于熔焊和搅拌摩擦焊的接头强度。热源辅助搅拌摩擦焊有潜力满足美国陆军实现钢、铝连接，尤其是高硬度装甲钢与AA6061 铝合金连接的需求［14］。(www.xing528.com)

2018年，美国太平洋西北国家实验室针对陆军下一代轻型战车制造需求，研发出一种名为“搅拌摩擦燕尾榫接”的新工艺，实现了12.7 mm 厚AA6961-T651 铝板与轧制均质装甲钢（MIL-DTL-12560 RHA）板的连接，形成的接缝具有更高强度和延展性，并可避免接缝脆化、应力变化、表面缺陷等问题，有望用于美陆军30 t 步兵战车和35 t 主战坦克的研制生产。搅拌摩擦燕尾榫接工艺以搅拌摩擦焊工艺为基础，并借鉴传统木工榫接方式，在满足强度需求的前提下，先在钢板表面预制出一定数量、深度、宽度、空间分布的榫槽；再通过搅拌头与铝板之间的摩擦使铝材达到热塑性状态，热塑性铝随搅拌头旋转移动逐渐填入榫槽，与钢材形成机械咬合结构，并在两种材料的交界面形成金属化合物薄层，实现铝与钢的冶金结合［15］。