Vortex-Friction Stir Lap Welding of 5083 Aluminum Alloy/304 Stainless Steel Dissimilar Materials

5083铝合金与304不锈钢异种材料涡流搅拌摩擦搭接焊工艺研究 Vortex-Friction Stir Lap Welding of 5083 Aluminum Alloy/304 Stainless Steel Dissimilar Materials 1 first-author 罗璟玥（2002—），女，本科，主要从事铝/钢异种金属连接的研究。 罗璟玥（2002—），女，本科，主要从事铝/钢异种金属连接的研究。 1 1 corresp 刘小超（1990—），男，副教授，博士生导师，主要从事摩擦焊接与增材方面的研究。E-mail：xcliu1990@seu.edu.cn。 刘小超（1990—），男，副教授，博士生导师，主要从事摩擦焊接与增材方面的研究。E-mail：xcliu1990@seu.edu.cn。 xcliu1990@seu.edu.cn 2 东南大学 机械工程学院,江苏 南京 211189 东南大学 机械工程学院,江苏 南京 211189 School of Mechanical Engineering, Southeast University, Nanjing 211189, China School of Mechanical Engineering, Southeast University, Nanjing 211189, China 魏桥国科高等技术研究院 山东省先进铝基材料与技术重点实验室,山东 滨州 256606 魏桥国科高等技术研究院 山东省先进铝基材料与技术重点实验室,山东 滨州 256606 Shandong Key Laboratory of Advanced Aluminium Materials and Technology, Weiqiao-UCAS Science and Technology Park, Binzhou 256606, China Shandong Key Laboratory of Advanced Aluminium Materials and Technology, Weiqiao-UCAS Science and Technology Park, Binzhou 256606, China 为解决铝/钢常规搅拌摩擦焊中搅拌头的磨损和断裂问题，对5083铝合金和304不锈钢进行涡流搅拌摩擦搭接焊工艺试验。通过焊缝表面形貌、接头力学性能和横截面界面组织分析，研究倾角、转速和焊速对涡流搅拌摩擦搭接焊接头质量的影响规律。结果表明：在低转速和低焊速条件下，获得了较好的焊缝表面成形；在转速不变的条件下，随着焊速的提高，界面可承受的拉剪载荷逐渐降低；在焊速不变的条件下，随着转速的提高，界面可承受拉剪载荷先略微增大后减小并维持稳定；搅拌工具以2.5°倾角进行涡流搅拌摩擦焊接时，相较于无倾角条件，可以获得更大的焊缝成形工艺参数窗口和更好的冶金结合强度；5083铝合金和304不锈钢界面结合的主要方式为Al原子向不锈钢中扩散，低转速-低焊速组合下形成的扩散层相对更厚。 To avoid tool wear and break in conventional friction stir welding of aluminum/steel, 5083 aluminum alloy and 304 stainless steel were lap-welded by vortex- friction stir welding (VFSW). The effect of tool-tilted angle, rotating speed, and welding speed on the VFSW lap joint quality was investigated through the analysis of the weld formation, joint mechanical properties, and cross-sectional interface microstructure. The results show that good weld formation can be obtained at lower rotating speeds and lower welding speeds. Metallurgical bonding occurred between 5083 aluminum alloy and 304 stainless steel. At the rotating speed of 200 r/min, with the increase in welding speed from 15 mm/min to 30 mm/min, the bearable tensile-shear load of the bonding interface decreases from 9.14 kN to 4.59 kN. At the welding speed of 30 mm/min, with the increase in rotation speed from 200 r/min to 400 r/min, the bearable tensile-shear load of the bonding interface increases slightly, then decreases, and finally remains stable. Compared with the tool-tilted angle of 0°, the 2.5° tool-tilted angle can provide a larger process parameter window to obtain defect-free welds and higher metallurgical bonding strengths. The interface microstructure shows that a diffusion layer of aluminum atoms diffusing into stainless steel with a thickness of 1~2 μm was formed on the interface. The diffusion layer is relatively thicker at a lower rotating speed and welding speed. 搅拌摩擦焊 铝/钢异质接头 旋涡式材料流动 力学性能 焊接速度 friction stir welding Al/Steel dissimilar joint vortex material flow mechanical properties welding speed 前言 1 铝/钢异种金属构件既具有铝合金比强度高、密度低、耐蚀性能好等优点，又具有钢强度高、成本低等优点 ［ 1 1 - 2 2 1-2 ］ ，在轻量化制造、氢能储运、能源化工等领域具有巨大的应用价值 ［ 3 3 ］ 。然而，铝合金与钢之间存在巨大的物理及化学性能差异，使用熔焊等传统方法焊接时，接头处易变形、产生气孔和裂纹、生成大量脆硬的金属间化合物等，降低了接头的力学性能 ［ 4 4 - 5 5 4-5 ］ 。搅拌摩擦焊是一种固相连接技术，用于铝/钢异种金属焊接时具有热输入量低、焊接变形小、缺陷少、金属间化合物厚度可控等优点 ［ 6 6 - 7 7 6-7 ］ ，但在常规的铝/钢对接和搭接搅拌摩擦焊中，通常需要搅拌头部分插入钢中，会造成搅拌头严重磨损和断裂，从而增加生产成本 ［ 8 8 ］ 。Liu等人 ［ 9 9 ］ 基于纳米尺度剪切局部化诱导Al/Fe界面合金非晶化理论，提出了一种改进的铝/钢搅拌摩擦搭接焊工艺，即搅拌针不插入钢但与钢表面仅保持0.1 mm的距离，从而利用高速旋转的搅拌针带动铝合金材料与钢表面高速摩擦，形成Al/Fe界面非晶层，实现了Al/Fe高强度结合。该工艺避免了搅拌头插入钢中，解决了铝/钢常规搅拌摩擦焊搅拌头易磨损和断裂的缺点，但是要求搅拌针底部与钢表面保持极小的距离，增加了搅拌头压入控制的难度。 刘小超等人 ［ 10 10 ］ 提出了一种基于工件和外部可消耗工具间相互摩擦的涡流搅拌摩擦焊（vortex-friction stir welding，VFSW）新工艺。该工艺利用与被焊材料同材质的搅拌棒高速旋转与工件相互摩擦（同种材料之间的内摩擦能产生足够的黏性耗散热），从而使搅拌棒下方的工件材料软化，并通过动量传递效应形成旋涡式材料流动，简称涡流 ［ 10 10 ］ 。在VFSW工艺中，因搅拌棒结构简单且与母材材质相同，与常规搅拌摩擦焊搅拌头相比，其成本极低 ［ 11 11 ］ 。刘小超等人已将VFSW工艺应用于纯铝、6061铝合金等材料，取得了良好的工艺效果。若将VFSW工艺应用于铝/钢异种金属搭接，利用VFSW中形成的涡流对钢表面进行高速摩擦，从而实现铝/钢之间的冶金结合，亦可避免铝/钢常规搅拌摩擦焊中搅拌头的磨损和断裂问题。同时，涡流的自适应能力较强，极大地降低了搅拌工具的压入控制难度，在生产实践中具有较强的可行性。本研究将VFSW应用于5083铝合金与304不锈钢的搭接焊，进行了不同搅拌工具倾角、转速和焊接速度下铝/钢异种金属涡流搅拌摩擦搭接焊工艺试验，分析了倾角、转速和焊接速度对焊缝成形、接头力学性能和界面组织的影响，探究了涡流搅拌摩擦焊在异种材料连接方面的应用前景。 试验材料与方法 1 试验材料为5083铝合金板和304不锈钢板，其尺寸均为200 mm×120 mm×3 mm，化学成分分别如 表1 表1 、 表2 表2 所示。试验用搅拌工具如 图1 图1 所示，为了增强涡流对钢表面的摩擦冲刷作用，采用了一个中空的传统搅拌头作为套筒从外侧包裹住搅拌棒，从而可以使搅拌棒插入工件内部。这种设计缩短了搅拌棒末端与钢表面的距离，从而增强涡流对钢表面的摩擦冲刷作用。搅拌棒材质与待焊铝合金板相同，直径16 mm；套筒材料为H13工具钢，轴肩直径30 mm，轴肩上设计有宽度2 mm、深度0.5 mm的间隔环形凹槽，套筒前端有带右旋螺纹的锥体结构，螺纹间距1 mm，锥体长度2.2 mm，锥体顶端直径18 mm，锥度为1∶2.2；搅拌棒装入套筒后末端突出套筒约0.5 mm。 Si Fe Cu Mg Zn Ti Mn Cr Al 0.40 0.40 0.10 4.50 0.25 0.15 0.60 0.15 余量 C S P Si Mn Cr Ni N Fe 0.08 0.03 0.045 0.75 2 18~20 8~10.5 0.1 余量 试验前，用砂纸打磨待焊板材表面去除氧化膜，并用无水乙醇冲洗表面去除残留金属碎屑和表面油污。试验时，铝合金板置于不锈钢板之上，搅拌工具以2.5°（或0°）倾角、5 mm/min的速度下压，待套筒轴肩压入铝合金板0.1 mm后，搅拌工具原地停留5 s等待塑化涡流形成。此后，搅拌工具保持2.5°倾角沿焊接方向移动进行焊接，如 图2 图2 所示，焊接工艺参数如 表3 表3 所示。焊后，搅拌工具原地停留10 s，再以5 mm/min的速度拔起，焊接结束。 编号 搅拌工具转速 /（r·min -1 ） 焊接速度 /（mm·min -1 ） 搅拌工具倾角 /（°） 1 200 15 2.5 2 200 20 2.5 3 200 30 2.5 4 250 30 2.5 5 350 30 2.5 6 400 30 2.5 7 300 50 2.5 8 400 50 2.5 9 1 000 100 2.5 10 200 15 0 11 300 15 0 焊后观察不同焊接参数下试件的焊缝成形，并取样进行拉伸剪切试验、硬度测试和界面元素分布观察。取无焊缝成形缺陷的试验板材，根据GB/T 26957—2022《金属材料焊缝破坏性试验 十字接头和搭接接头拉伸试验方法》沿焊接方向依次取3个垂直于焊接方向的矩形拉伸试样和1个金相试样，取样如 图3 图3 所示。使用型号为UTM5105的100 kN微机控制电子万能试验机对试样进行拉伸剪切试验，夹头拉伸速率为2 mm/min，重复3次试验，取平均值作为该参数编号的拉伸-剪切载荷。为保证搭接界面仅受平行剪力，在拉伸试样两端分别垫3 mm的补偿垫片，如 图4 图4 所示。使用MHVS-1000Z型显微硬度计测试铝钢接头横截面上的显微硬度，分别测试在铝侧、钢侧和垂直于焊接界面方向的硬度，如 图5 图5 所示。在铝侧距离界面1 mm的水平线上，每隔1 mm测量一个硬度点，试验力和保荷时间分别为0.5 Kgf和10 s；在钢侧距离界面0.2 mm的水平线上，每隔1 mm测量一个硬度点，试验力和保荷时间分别为1.0 Kgf和10 s；在焊接界面中点垂直于界面方向上，每隔0.2 mm测量一个硬度点，在铝侧和钢侧的试验力和保荷时间与上述相同。 依次使用240#、400#、600#、800#、1000#、2000#砂纸打磨金相试样，之后在金相抛光机上使用金刚石抛光喷剂进行抛光。使用Navo Nano SEM450场发射扫描电镜对铝/钢接头界面进行形貌表征和微区成分分析。 试验结果及分析 1 焊缝表面成形 2 2.5°倾角条件下，不同转速和焊速下获得的焊缝表面形貌如 图6 图6 所示。当搅拌工具转速保持在200 r/min不变，焊速从15 mm/min增至30 mm/min时，焊缝表面均为细密的鱼鳞纹，成形良好，无明显缺陷，见图 6a 6a ~ 6c 6c 。当焊接速度30 mm/min，转速从200 r/min增至400 r/min时，焊缝表面从轻微起毛刺（见 图6e） 图6e） 逐渐过渡到严重起毛刺（见 图6f） 图6f） ，推测原因可能为热输入过大。焊接速度提高至50 mm/min，转速为300 r/min和400 r/min时，发现焊缝前进侧均出现沟槽缺陷，400 r/min转速下还产生大量的焊缝表面毛刺，见图 6g 6g 、 6h 6h 。同时提高转速和焊速分别至1 000 r/min和100 mm/min，焊缝表面形貌见 图6i 图6i ，鱼鳞状纹路不清晰，有大量毛刺和凹坑，焊缝成形极差。以上结果表明，只有在较低的转速和焊接速度组合下，方可获得表面成形良好的焊缝。推测是由于本试验轴肩尺寸较大，高转速导致材料过度软化而导致成形困难。在此基础上进行了0°倾角的工艺试验，获得的焊缝表面形貌如 图7 图7 所示，与2.5°倾角相比，焊缝成形质量基本相当。 1,2;3,4;5,6;7,8;9; 1;2; 显微硬度 2 图8 图8 为铝/钢接头横截面显微硬度。 图8a 图8a 为距离界面1 mm的铝合金侧的显微硬度分布曲线， 图8b 图8b 为距离界面0.2 mm的不锈钢侧的显微硬度分布曲线，硬度值从母材至焊缝中心均无明显变化，说明焊接过程对铝合金和不锈钢侧的硬度几乎无影响。 图8c 图8c 为焊缝中心垂直于焊缝方向的显微硬度分布曲线，在界面两侧硬度均无明显变化，且接近母材硬度，说明此方向上材料硬度受焊接过程的影响较小。这是因为5083铝合金属于不可热处理强化铝合金，其显微硬度主要受晶粒尺寸和位错密度的影响，在试验参数下，铝合金经历了剧烈的塑性变形和动态再结晶，其晶粒组织得到了细化，所以显微硬度没有明显降低。此外，搅拌头主要在铝合金中搅拌，焊接温度远低于不锈钢的软化温度，因此，不锈钢侧的显微硬度也无显著变化。 1;2;3; 拉伸试验 2 拉伸试样断裂位置均发生在铝/钢结合界面，接头最大拉剪载荷平均值随焊接参数的变化情况如 图9 图9 所示，图中结果均为每组参数下3个试样的平均值。由 图9a 图9a 可知，当搅拌工具转速为200 r/min时，随着焊速的增加，接头平均最大载荷逐渐减小，当焊速15 mm/min时，平均载荷最大为9.14 kN。当焊接速度为30 mm/min时，随着搅拌工具转速的增加，平均最大载荷先略微增大而后减小并维持稳定，转速250 r/min时平均载荷达到最大值为5.18 kN，如 图9b 图9b 所示。 图9c 图9c 为焊接速度15 mm/min时，有无倾角对接头平均最大载荷的影响。结果显示，倾角为0°时，接头平均最大载荷为7.42 kN，低于2.5°倾角下的平均最大载荷9.14 kN。以上结果表明，与焊缝成形类似，只有在较低的焊速和转速组合下，才能获得较好的接头承载能力。并且与焊缝成形相比，接头力学性能对工艺参数的变化更加敏感，尤其体现在接头力学性能随焊接速度和搅拌工具倾角的变化方面。分析认为，在适当的焊接温度下，长时间的保温有利于铝/钢之间的元素扩散，因此焊接速度越低，接头力学性能越好。位移-载荷曲线如 图10 图10 所示。除了200 r/min、15 mm/min参数下接头显示出较大的拉伸位移外，其他参数条件下，接头的拉伸位移均较小。这是因为当界面承载能力较低时，5083铝合金母材尚未发生屈服，即发生界面断裂，因此拉伸位移极小。本试验采用的5083铝合金屈服强度125 MPa，按试样参数换算为6.75 kN，也即当承载力超过6.75 kN时，铝合金母材才发生屈服，显示出一定的延伸率。 1;2;3; 1;2;3; 倾角2.5°时转速200 r/min，焊接速度15 mm/min和转速250 r/min，焊接速度30 mm/min的接头均呈现界面剪切断裂，断口形貌如 图11 图11 、 图12 图12 所示。断裂方式均为脆性断裂，可在断裂面上观察到河流花样和解理台阶。在200 r/min、15 mm/min参数下，断口的铝侧有富Fe的颗粒存在，其长度可达30 μm，成分分析发现原子比Fe∶Cr∶Al∶Mg=80.03∶18.53∶1.23∶0.21。在不锈钢侧，有大量Al元素富集区，在此区域内未见显著的Fe元素分布。上述结果表明，断裂发生在扩散界面靠近铝母材或钢母材处，未发生在扩散层内。250 r/min、30 mm/min参数下，无论是断口的铝侧还是钢侧，都有Al和Fe元素分布，成分分析发现断口的不锈钢侧Al原子含量为50.62%，表明该参数下断口发生在扩散层内。因此，前者的界面承载能力远高于后者。 1,2; 1,2; 接头界面组织 2 取可承受较大拉剪载荷的两组参数（200 r/min、15 mm/min和250 r/min、30 mm/min）下的金相试样，观察铝/钢接头界面如 图13 图13 所示。可以发现，两组焊接参数下均能获得良好的铝/钢结合界面，无明显裂纹，搭接界面平整。对铝/钢接头界面进行EDS面扫描，获得的界面附近元素分布如 图14 图14 、 图15 图15 所示，Al元素富集的区域即为铝合金板，Fe元素富集的区域为不锈钢板。在元素分布图中，采用黄色虚线标示了5083铝合金板和304不锈钢板的原始界面（可从电子图像中分辨）。可以看出，Al元素显著越过了原始界面，而Fe元素和Cr元素则几乎未越过原始界面，表明界面的结合主要是以Al原子向不锈钢中扩散的形式形成的。对比两组参数的元素分布，可以发现在低转速-低焊速的参数组合（200 r/min、15 mm/min）下越过界面的Al原子数量明显更多。这是因为15 mm/min与30 mm/min的焊速相比，高温停留时间增加了1倍，元素扩散更加充分。 1,2; 1,2,3,4; 1,2,3,4; 为了定量研究扩散层厚度，采用EDS线扫描分析界面上的Al、Fe元素的分布，如 图16 图16 所示。从 图16a 图16a 可以看出，在低转速-低焊速的参数组合下，Fe、Al元素在界面均匀过渡，曲线上无明显元素定值平台，表明界面之间没有形成显著的、成分均一稳定的金属间化合物，扩散层厚度约为1.6 μm。同样从 图16b 图16b 可以看出，在高转速-高焊速参数组合下，铝/钢接头界面处也没有形成显著的、均一稳定的金属间化合物，此时扩散层厚度约为1.3 μm。一般而言，250 r/min的转速较之200 r/min虽然可以提供较高的产热效率，但相比15 mm/min的焊速，30 mm/min的焊速将单位长度焊缝的焊接时间缩短了1/2，即缩短了元素扩散时间，因此，低转速-低焊速组合能够形成较厚的扩散层，对应的接头力学性能也更好。 1;2; 结果表明，采用VFSW工艺进行铝/钢搭接焊实现了铝/钢之间的冶金结合。尽管在试验中搅拌棒未接触到不锈钢，但搅拌棒下方的材料在其驱动下形成了塑化材料涡流。该涡流可以对不锈钢表面进行摩擦冲刷，产生热量和强塑性变形，诱使Al元素向不锈钢中扩散，从而实现了良好的冶金结合。 结论 1 （1）采用涡流搅拌摩擦焊工艺焊接5083铝合金和304不锈钢，进行不同焊接参数的工艺试验，观察焊缝表面形貌可知，为保证塑化材料能从后退侧充分流动到前进侧，避免犁沟缺陷和表面毛刺，需要采用较低转速和较低焊速的参数组合。在焊接速度15~30 mm/min、转速200 r/min和焊速30 mm/min、转速250 r/min时焊缝表面无明显缺陷，呈细密的鱼鳞状，继续增大转速或焊接速度会产生表面缺陷。 （2）拉伸剪切试验结果可知，在转速200 r/min下，试样所能承受的平均最大载荷随焊接速度的增大而减小；在焊接速度30 mm/min下，平均最大拉剪载荷随转速的增加，先增大后减小再维持稳定。在转速200 r/min、焊接速度15 mm/min时获得的铝/钢接头的平均最大拉剪载荷最大，为9.14 kN。 （3）铝/钢0°倾角VFSW虽然可以获得良好的焊缝成形，但是相较于2.5°倾角，界面冶金结合强度降低，能承受的平均最大拉剪载荷减小。 （4）5083铝合金和304不锈钢涡流搅拌摩擦焊的界面结合方式主要为Al原子向不锈钢中扩散，形成了一定厚度的扩散层，没有形成显著的、成分均一稳定的金属间化合物。 （5）本文探究了倾角、转速和焊接速度对接头性能的影响，下一步拟探究套筒轴肩直径和搅拌棒直径对焊缝成形和接头性能的影响。 参考文献 钟万亮 ， 徐萌 ， 罗展 ， 等 . 旋转速度对铝/钢填丝搅拌摩擦焊接头性能的影响 ［J］. 电焊机 ， 2022 ， 52 （ 05 ）： 33 - 39 . 旋转速度对铝/钢填丝搅拌摩擦焊接头性能的影响 ZHONG W L ， XU M ， LUO Z ， et al . Effect of Rotational Speed on Properties of Aluminum/Steel Wire-filler Friction Stir Welding Joints ［J］. Electric Welding Machine ， 2022 ， 52 （ 05 ）： 33 - 39 . Effect of Rotational Speed on Properties of Aluminum/Steel Wire-filler Friction Stir Welding Joints 李亮 ， 盖力民 ， 王旭 . 铝与钢异种金属材料焊接的发展 ［J］. 焊接技术 ， 2021 ， 50 （ 10 ）： 1 - 7 . 铝与钢异种金属材料焊接的发展 LI L ， GAI L M ， WANG X . Development of dissimilar metal welding between aluminum and steel ［J］. Welding Technology ， 2021 ， 50 （ 10 ）： 1 - 7 . Development of dissimilar metal welding between aluminum and steel 黄永宪 ， 黄体方 ， 万龙 ， 等 . 铝/钢异种材料搅拌摩擦焊研究进展 ［J］. 精密成形工程 ， 2018 ， 10 （ 01 ）： 23 - 30 . 铝/钢异种材料搅拌摩擦焊研究进展 HUANG Y X ， HUANG T F ， WAN L ， et al . Research Progress of Dissimilar Friction Stir Welding between Aluminium and Steel ［J］. Journal of Netshape Forming Engineering ， 2018 ， 10 （ 01 ）： 23 - 30 . Research Progress of Dissimilar Friction Stir Welding between Aluminium and Steel 倪加明 ， 陈梦凡 ， 卜星 . 铝和不锈钢摩擦焊接界面组织与性能研究 ［J］. 电焊机 ， 2021 ， 51 （ 03 ）： 55 - 58 . 铝和不锈钢摩擦焊接界面组织与性能研究 NI J M ， CHEN M F ， BU X . Study on interface and property of aluminum and steel friction joint ［J］. Electric Welding Machine ， 55 - 58 . Study on interface and property of aluminum and steel friction joint 谢超杰 ， 杨尚磊 ， 潘晓慧 ， 等 . 铝/钢异种金属焊接接头组织与性能 ［J］. 上海工程技术大学学报 ， 2017 （ 4 ）： 289 - 294 . 铝/钢异种金属焊接接头组织与性能 XIE C J ， YANG S L ， PAN X H ， et al . Microstructure and Properties of Welded Joint of Aluminum/Steel Dissimilar Metal ［J］. Journal of Shanghai University of Engineering Science ， 2017 （ 4 ）： 289 - 294 . Microstructure and Properties of Welded Joint of Aluminum/Steel Dissimilar Metal 薛松柏 ， 王博 ， 张亮 ， 等 . 中国近十年绿色焊接技术研究进展 ［J］. 材料导报 ， 2019 ， 33 （ 17 ）： 2813 - 2830 . 中国近十年绿色焊接技术研究进展 XUE S B ， WANG B ， ZHANG L ， et al . Development of Green Welding Technology in China During the Past Decade ［J］. Materials Reports ， 2019 ， 33 （ 17 ）： 2813 - 2830 . Development of Green Welding Technology in China During the Past Decade Xiong J T ， Li J L ， Qian J W ， et al . High strength lap joint of aluminium and stainless steels fabricated by fri-ction stir welding with cutting pin ［J］. Science and Tec-hnology of Welding and Joining ， 2012 ， 17 （ 3 ）： 196 - 201 . High strength lap joint of aluminium and stainless steels fabricated by fri-ction stir welding with cutting pin 董红刚 ， 李艳光 ， 李鹏 ， 等 . 铝/钢异质金属搅拌摩擦焊研究进展 ［J］. 机械制造文摘（焊接分册） ， 2019 （ 5 ）： 1 - 11 . 铝/钢异质金属搅拌摩擦焊研究进展 DONG H G ， LI Y G ， LI P ， et al . Study progress on friction stir welding of aluminum/steel dissimilar materials ［J］. Welding Digest of Machinery Manufacturing ， 2019 （ 05 ）： 1 - 11 . Study progress on friction stir welding of aluminum/steel dissimilar materials Liu F C ， Zhang Y N ， Dong P S . Large area friction stir additive manufacturing of intermetallic-free aluminum-steel bimetallic components through interfacial amorphization ［J］. Journal of Manufacturing Processes ， 2022 ， 73 ： 725 - 735 . Large area friction stir additive manufacturing of intermetallic-free aluminum-steel bimetallic components through interfacial amorphization 刘小超 ， 甄云乾 ， 何欣沅 ， 等 . 基于同质摩擦的涡流搅拌摩擦焊工艺 ［J］. 航空学报 ， 2022 ， 43 （ 02 ）： 117 - 125 . 基于同质摩擦的涡流搅拌摩擦焊工艺 LIU X C ， ZHEN Y Q ， HE X Y ， et al . Vortex-friction stir welding process based on internal friction between identical materials ［J］. Acta Aeronautica et Astronautica Sinica ， 2022 ， 43 （ 02 ）： 117 - 125 . Vortex-friction stir welding process based on internal friction between identical materials 刘小超 ， 倪中华 ， 崔远驰 ， 等 . 基于工件与外部可消耗工具摩擦的焊接技术研究进展 ［J］. 焊接学报 ， 2022 ， 43 （ 07 ）： 14 - 27，114 . 基于工件与外部可消耗工具摩擦的焊接技术研究进展 LIU X C ， NI Z H ， CUI Y C ， et al . Advances in friction welding technology based on friction between workpiece and external consumable tool ［J］. Transactions of The China Welding Institution ， 2022 ， 43 （ 07 ）： 14 - 27，114 . Advances in friction welding technology based on friction between workpiece and external consumable tool 编辑部网址： http：//www.71dhj.com http://www.71dhj.com 编辑部网址： 10.7512/j.issn.1001-2303.2023.03.07 TG456.9 A 1001-2303（2023）03-0062-10 罗璟玥，周咏琦，刘小超，等.5083铝合金与304不锈钢异种材料涡流搅拌摩擦搭接焊工艺研究［J］.电焊机，2023，53（3）：62-71. 罗璟玥，周咏琦，刘小超，等.5083铝合金与304不锈钢异种材料涡流搅拌摩擦搭接焊工艺研究［J］.电焊机，2023，53（3）：62-71. LUO Jingyue, ZHOU Yongqi, LIU Xiaochao, et al.Vortex-Friction Stir Lap Welding of 5083 Aluminum Alloy/304 Stainless Steel Dissimilar Materials[J].Electric Welding Machine, 2023, 53(3): 62-71. LUO Jingyue, ZHOU Yongqi, LIU Xiaochao, et al.Vortex-Friction Stir Lap Welding of 5083 Aluminum Alloy/304 Stainless Steel Dissimilar Materials[J].Electric Welding Machine, 2023, 53(3): 62-71. 国家自然科学基金（52275316，51905437） 2023-02-15 2023-03-20 2023-04-03 电焊机 3 53