在航天飞行器的冷热交换器中, 散热器一般使用铝合金制造, 而输送冷却液体的管路, 从抗蚀性和强度上考虑都是用不锈钢材料制成的, 整个系统要求把铝和不锈钢连接起来, 其方法就是选用铝-不锈钢过渡接头连接。国内采用扩散焊方法获得了合格的此类异种材料的焊接接头, 但由于扩散焊的工艺过程复杂, 生产率很低, 且接头质量不稳定, 合格率较低, 因而无法满足生产需要。
目前, 国外一般采用连续驱动摩擦焊、爆炸焊等方法来实现铝-不锈钢的连接。我们
正航仪器设备有限公司在试验研究的基础上, 采用惯性摩擦焊焊接技术焊接出的纯铝-不锈钢异种材料接头, 经检验其力学性能和接头质量均符合零件的设计要求。
一、试验材料和设备
试验所用的不锈钢为0Cr18Ni9Ti, 纯铝为L4, 其化学成分如表1, 2 所示。
二、试验过程
本试验所连接的试件为Á 74mm, 厚度为4mm 的管件, 由于两种金属热膨胀系数相差较大, 又工作在冷热冲击温度较低的环境下, 铝的膨胀系数大, 不锈钢的膨胀系数小, 在低温使用时,为保证接头牢固, 选用铝包不锈钢的接头形式。常规摩擦焊接头的锥角为60b~ 90b, 该试验由于使用的管壁薄, 为了防止一件从另一件中挤出, 因此接头选用斜接, 锥角为90b, 如图1 所示。
试件加工好后, 在惯性摩擦焊焊机上进行了焊接试验。从焊接过程可以观察到, 铝金属的飞边特别大, 这说明两种材料物理性能相差较大, 因而焊接难度大。纯铝较软, 熔点较低, 所以纯铝在焊接过程中热塑性状态的金属被挤出, 而不锈钢未出现焊接飞边。（正航仪器专业试验，非专业人士请勿模仿）
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