张振，薛鹏，王东，王全兆，倪丁瑞，肖伯律，马宗义

(中国科学院金属研究所，沈阳，110016)

0 序言

颗粒增强铝基复合材料(aluminium matrix composites,AMC)具有比强度高、耐热性高、耐磨性高、热导率高和热膨胀系数低等一系列优点，成为国民经济发展和国防建设领域的重要结构材料[1].AMC 可用常规金属加工方法如铸造、挤压、轧制等制造各种形状的型材和零件，因而适于工业化批量生产，是目前成本最低、应用最广的一种金属基复合材料[2-3].其中SiC 颗粒增强铝基复合材料(SiCp/Al) 应用最广.对AMC 进行熔化焊时容易出现以下现象：①颗粒团聚；②气孔；③增强相与基体合金发生反应生成有害相，如当温度在770 ℃以上时，SiCp 和Al 基体反应生成针状相化合物Al4C3.上述现象会严重影响接头的力学性能，因而采用传统熔化焊技术难以获得高质量的SiCp/Al 焊接接头[4-5].

作为一种固相连接技术，搅拌摩擦焊(friction stir welding，FSW) 的热源来自搅拌头与工件间的摩擦以及搅拌区材料的变形热，焊接过程没有材料熔化，不需要金属填料，不产生粗大的凝固组织[6].FSW 已经广泛用于对热裂纹敏感的2xxx 和7xxx系航空铝合金[7-8].基于FSW 原理，凡是材料具有热塑性变形能力，可采用FSW 进行焊接，因此，FSW被认为是SiCp/Al 复合材料的理想焊接方法[9-10].

国内外学者对SiCp/Al 复合材料FSW 开展了一些研究，主要为对接形式.Acharya 等人[7]采用H13 工具钢焊接工具对6 mm 厚体积分数为17.5%SiCp/6092Al 板材进行FSW，发现增强相SiCp 在搅拌过程中对H13 工具钢搅拌头造成极大的磨损.Qiao 等人[11]采用W6Mo5Cr4V2 钢搅拌头实现了120 mm 厚体积分数为16% SiCp/2014Al 铸造态复合材料的双面FSW 焊接……