1. 研究目的与意义（文献综述）

随着社会科学和经济的发展，工业生产对于工程机械和材料的性能和质量以及生产加工方式的要求越来越高。但是单一材质的结构和性能难以满足现代加工需求，此时异种材料之间的加工就显示出其优势，其优异的综合性能可以满足各种生产需求，而且还能降低生产成本，提高企业的经济效益。而低碳钢和不锈钢是我国近两年发展进步比较迅速的材料。

焊接是异种材料结构制造的关键工艺，很多焊接方法如电弧焊，气体保护焊，埋弧焊等都是异种材料常用的焊接方法，虽然这些传统的熔焊工艺使用简便，但是材料损耗大，同时对于一些高性能，焊接性差的材料使用这些工艺进行加工就很困难，并且存在较大的焊接缺陷。摩擦焊接是一种先进的固态连接技术，这种技术具有生产成本低，焊接过程中材料损耗较小，可获得质量较好的焊接接头，摩擦焊的热影响区小，不会产生熔化焊的焊接缺陷；并且工作条件好，环保，高效等优点，特别适合轴对称材料的焊接。satyanarayana等的研究用摩擦焊实现了奥氏体－铁素体不锈钢的连接，结果表明，接头硬度和强度高于铁素体不锈钢母材． ananthapadmanaban等的研究了不同摩擦焊接工艺参数下低碳钢－不锈钢接头力学性能变化，研究结果表明，在低碳钢侧热影响区由于重结晶导致了硬度降低．

不锈钢具有优异的耐腐蚀性以及耐高温性能，在在宇航、化工、汽车、食品机械、医药、仪器仪表、能源等工业及建筑装饰方面得到广泛而重要的应用。而且根据熊云龙，娄延春等人的研究表明，为了满足特殊行业和特殊功能领域的需求，不锈钢材料也向功能性和特殊性方向发展，因此不锈钢的应用范围越来越广泛。而低碳钢其强度和硬度较低，但是塑性和韧性较好，同时还具有良好的焊接性，几乎所有的焊接方法均可实现低碳钢的有效连接，焊接过程中不会生成严重的淬火或硬化组织将。异种材料进行焊接加工后得到的异种钢具有两种材料的优点，具有良好的综合性能。这种材料应用于水电工程建设中，电机主轴制造上，而且摩擦焊的应用更为广泛，阀门、钻杆、轴承、双金属气门等金属的制造中都要应用摩擦焊。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

材料：低碳钢，奥氏体不锈钢（直径10mm ）

实验采用设备：Y150-C摩擦焊机

2.2 研究目标

1、熟悉摩擦焊原理、种类，掌握摩擦焊机的操作方法；

2、制定低碳钢/不锈钢摩擦焊工艺参数并且完成焊接；

3、对低碳钢/不锈钢接头组织和性能进行测试和分析；

2.3 技术方案

1、对试验所用材料进行焊前处理，摩擦端面进行去油和去氧化皮处理。在焊材装配和焊接过程中保证两个焊材的平行度和同心度。

2、实验采用 Y150-C摩擦焊机。焊机的转速不变，顶端压力最大为8吨 ，功率为7.5-11kw。设计参数，操作焊机进行焊接。

3、观察实验所得焊接接头，观察焊接接头的飞边和缩短量，并对其行测量。在室温下，以1.0 mm/min的速率进行拉伸试验。在接头上截取焊缝横截面一段制成金相试样。研磨抛光后用4%的硝酸酒精溶液进行腐蚀，并利用光学显微镜观察接头区组织。

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告。

第4－6周：完成试样准备和不同工艺参数下的摩擦焊接。

第7－11周：接头金相组织观察，性能测试。

4. 参考文献（12篇以上）

[1].秦国梁，马宏，耿培皓等. 45钢/304不锈钢连续驱动摩擦焊接工艺[j].焊接学报, 2015, 36(8):1-4.

[2]. 李建军，李青哲，邱然锋. 低碳钢q235连续驱动摩擦焊接头性能的研究[j]. 机械工程师, 2016, (7):124-126.

[3]. 刘龙飞，杨明鄂．活塞杆连续驱动摩擦焊接头性能分析与对策［j］．热加工工艺，2013，42（19）：36－39．