外媒報道，西北太平洋國家實驗室（Pacific Northwest National Laboratory，PNNL）的研究人員研發及測試了一款名為摩擦攪拌鳩尾榫接（Friction Stir Dovetailing，FSD）的全新工藝，完成厚鋁板與厚鋼板的接合操作。該工藝將被用于生產輕量化車輛，可提升車輛的靈活性及燃油經濟性。

　　美國軍方的坦克車研究開發與工程中心（Tank Automotive Research Development and Engineering Center，TARDEC）也加盟了PNNL，共同研發摩擦攪拌鳩尾榫工藝，其中包括：攪拌摩擦焊（Friction Stir Welding）及攪拌摩擦刻劃（Friction Stir Scribe）技術，前者可將不同厚度的相似金屬板接合在一處，后者則能將鋁材及鋼材等材質差異較大的金屬薄板接合在一處。

　　盡管攪拌摩擦刻劃解決了鋼鋁薄板接合方面的難題，但尚未將其拓展至厚板的接合（按英寸計）。然而，若采用專用工具，鋁材變形后將融入鋼質鳩尾榫槽并形成機械式聯鎖（mechanical interlock）。同時，該工具將沿著鳩尾榫凹槽底部移動，形成薄薄的冶金接合（metallurgical bond），形成一種“金屬間化合物（intermetallic compound）”，可將鳩尾榫槽內的金屬“粘合（glues）”。

　　該研究團隊發現，采用復雜的機器控制可精準調節鋼鋁結合處的溫度及壓力，抑制金屬間化合物的形成。在采用其它摩擦攪拌技術時，上述復合物會逐步增厚，且呈現不均勻分布，這將導致接縫脆斷或脫縫（joint brittleness and failure）。

　　在進行摩擦攪拌鳩尾榫接期間，增生的金屬間化合物為鐵三鋁（iron aluminide，Fe3Al），該物質對接縫有利，因為該類物質很薄，其厚度只有人類頭發絲的千分之一，作為鋼鋁接縫處的“粘合劑”，且不會脆化（embrittlement）。攪拌摩擦榫接接縫的實驗室測試表明，當采用摩擦攪拌鳩尾榫接進行金屬間攪拌摩擦接合時，接縫不僅強度高，相較于比其他攪拌摩擦連接方式，其接縫的延展性提升了5倍。

　　研究團隊計劃改進該技術，并將其用于其它結合工藝中。除鋼鋁外，還能利用摩擦攪拌鳩尾榫接工藝來完成銅鋁、鋁鎂、鎂鋼板材等材料的接合。

來源：蓋世汽車資訊