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根据铝-钢过渡接头与船体结构的连接型式特点,本研究采用搅拌摩擦焊焊接过渡接头与船舰结构件铝板,选用目前船舰应用最广泛的铝-钛-钢过渡接头作为研究对象。探究搅拌摩擦焊焊接过程中过渡接头界面温度场的特点,并对比不同焊接方法对过渡接头界面性能的影响;同时分析了过渡接头界面及搅拌摩擦焊焊缝的性能与组织特点。过渡接头界面温度场测试结果显示,搅拌摩擦焊过程中,铝-钛-钢过渡接头界面峰值温度未超过临界温度值,铝-钛界面最高温度300℃左右;传统TIG/MIG焊焊接过渡接头时,TIG焊时界面峰值温度远高于MIG焊,试验中TIG焊时界面峰值温度已经接近甚至超过其临界温度值。复合板力学性能测试结果表明,爆炸态铝-钛-钢复合板的铝-钛界面剪切强度为104MPa,钛-钢界面剪切强度为258MPa,拉脱强度为203 MPa;铝-钛-钢过渡接头经TIG/MIG焊焊接后,界面力学性能损失严重,当TIG焊焊接电流超过110A时,接头已经失效;经搅拌摩擦焊焊后,接头力学性能仍能满足船用标准;界面结合区显微硬度测试结果表明,复合板结合界面处的显微硬度值最高,随着距离结合界面距离增大,界面两侧母材显微硬度值逐渐降低;经搅拌摩擦焊焊后,过渡接头铝侧金属显微硬度下降了19HV,其他位置硬度值变化不大。过渡接头界面金相组织观察结果显示,两界面均呈波状结合,并出现明显的漩涡特征,焊接后漩涡区出现大块黑色孔洞,EDS分析发现孔洞内出现C、O、Si等杂质元素;在结合区发现熔化层和熔化块的存在,熔化区内出现铸造缺陷;界面钢侧区域发现“绝热剪切带”的存在,“绝热剪切带”可能会发展成裂纹;界面处线扫描结果表明,两结合界面处的元素均产生短距离的互扩散,铝-钛界面扩散层厚度约为31.25μm,钛-钢界面扩散层厚度约为126.98μm。搅拌摩擦焊焊接接头力学性能测试发现,接头显微硬度最低值出现在过渡接头铝侧热影响区,仅为35HV左右;拉伸试验中,断裂位置均在过渡接头铝侧热影响区处,断口分布着较多韧窝,为韧性断裂;过渡接头铝侧热影响区SEM/EDS分析可知,该处锰元素发生聚集并伴随着第二相长大,大量脆性相的出现降低了接头性能。