机械工程学报 ›› 2024, Vol. 60 ›› Issue (18): 128-137.doi: 10.3901/JME.2024.18.128
谢云飞, 葛世鹏, 郭震国, 褚强, 张勇, 李文亚
XIE Yunfei, GE Shipeng, GUO Zhenguo, CHU Qiang, ZHANG Yong, LI Wenya
摘要: 围绕新能源汽车锂离子电池集流体多层铝箔与极耳铝片的连接工艺,以80层0.012 mm厚工业纯铝箔和上、下各1层0.8 mm厚6061铝板组成的夹层结构的回填式搅拌摩擦点焊(Refill friction stir spot welding, RFSSW)接头为研究对象,采用电子背散射衍射等技术,研究了接头各区组织特征及其演变机制。结果表明:6061铝合金板材与多层铝箔夹层结构的RFSSW接头可分为搅拌区-1(SZ-1),搅拌区-2(SZ-2),热力影响区(TMAZ),热影响区(HAZ)以及母材区(BM)。接头上层铝合金板材变形抗力较高,中间层箔材变形抗力较低,在焊接过程剪切力的作用下,箔材流动程度更剧烈,导致搅拌区不同区域的晶粒取向和尺寸存在差异。位于中间铝箔层和套筒作用区外侧的SZ-1,晶粒取向都以(101)为主,均由等轴晶粒组成,平均晶粒尺寸在3.46~4.14 μm。位于上层铝板的SZ-2内不同区域平均晶粒尺寸在4.07~4.35 μm,晶粒取向、形态明显不同。靠近搅拌针的上层区域晶粒主要呈(111)取向,其余区域晶粒以(101)取向为主。远离搅拌针靠近中间铝箔层区域,由等轴晶粒和部分长条状晶粒组成,其余区域均为等轴晶粒。连续动态再结晶是多层铝箔RFSSW的主要再结晶机制,在高温和剧烈塑性变形作用下,小角度晶界持续吸收位错形成大角度晶界。搅拌区由于持续的剪切和挤压作用,再结晶晶粒经历多次塑性变形,发生反复的动态再结晶行为。
中图分类号: