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Cu-Al过渡部件搅拌摩擦固相焊接与增材的研究进展OA

Research progress infriction stir solid-state welding and additive manufacturing of copper-aluminum transition components

中文摘要英文摘要

Cu-Al过渡部件在电力、交通等领域具有重要的应用价值.然而,由于Cu与Al在物理和化学性能上存在显著差异,采用传统熔焊方法易在接头界面处形成大量脆性金属间化合物(IMCs),导致接头性能严重劣化,制约其应用可靠性.搅拌摩擦固相焊接(FSW)与增材(FSAM)作为先进的固相连接与成形技术,因其热输入较低,能够有效抑制IMCs的生成,为制备高性能Cu-Al过渡部件提供了可行的技术途径.通过系统综述相关研究进展,分析了FSW与FSAM的工艺原理、技术特点及应用前景,并指出了当前存在的主要问题.同时,对接头力学性能、电学性能、热学性能及耐腐蚀性能进行了探讨,进一步归纳了IMCs的形成机理及其控制策略.最后,对Cu-Al异质合金FSW与FSAM技术的未来发展方向进行了总结与展望.

Copper-aluminum components have significant application value in electrical power and transportation field.However,due to the differences in the physical and chemical properties of copper and aluminum,a large number of brittle intermetallic compounds(IMCs)at the joint interfacetend to beformed when the conventional fusion welding methods are used.Which leading to severe degradation of joint performance and limiting its application reliability.As advanced solid-state joining and forming techniques,friction stir welding(FSW)and friction stir additive manufacturing(FSAM),characterized by low heat input,can effectively suppress the formation of IMCs,offering a feasible method for producing high-performance copper-aluminum components.This paper systematically reviews the relevant research progress,analyzes the process principles,technical characteristics,and application prospects,and identifies current major challenges.Furthermore,the mechanicalproperties,electricalproperties,thermal properties,and corrosion resistance of the joints are discussed and the formation mechanisms and control strategies of IMC sare summarized.Finally,the future development directions of FSW and FSAM technologies for copper-aluminum components are discussed.

翟明;赵昕辰;王欣未;石磊;吴明孝;袁远;周志宇;尹乾兴;李政;宋宏图;俞喆

中国铁道科学研究院集团有限公司金属及化学研究所 北京 100081国网北京市电力公司 北京 100031中国铁道科学研究院集团有限公司标准计量研究所 北京 100081山东大学材料科学与工程学院 山东济南 250061国网河南省电力公司电力科学研究院 河南郑州 450052中国铁道科学研究院集团有限公司标准计量研究所 北京 100081国网北京市电力公司 北京 100031武汉大学动力与机械学院 湖北武汉 430072中国铁道科学研究院集团有限公司金属及化学研究所 北京 100081中国铁道科学研究院集团有限公司金属及化学研究所 北京 100081中国铁道科学研究院集团有限公司金属及化学研究所 北京 100081

搅拌摩擦焊接搅拌摩擦固相增材Cu-Al异质合金金属间化合物性能调控

friction stir weldingfriction stir solid-state additive manufacturingcopper-aluminum dissimilar alloysintermetallic compoundsperformance control

《金属加工(热加工)》 2026 (2)

1-10,10

国家自然科学基金资助项目(52405443)铁科院集团公司青年人才托举工程(2025YJ027)河南省电力公司科技项目(52170220009Y)湖北省博士后项目资助(2024HBBHCXB055)武汉市自然科学基金(2024040801020243).

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