球墨铸铁具有良好的耐磨性和减振性及低的缺口敏感性，经特殊合金化作用后，具有良好的耐热性和耐蚀性，所以广泛用于机械制造业<1>。生产中常常遇到球铁与碳钢的焊接<2>，如QT400215与20钢焊成的汽车传动轴。球铁与碳钢的焊接，由于两种母材金属的物理性能、化学成分有很大差别，在碳钢母材金属侧熔合线附近会集聚很大应力，因此焊接接头容易产生裂纹，严重时焊缝与母材金属可出现“剥离”现象;球铁中加入一定量的球化剂，如镁、稀土和硅钙合金，也增加了焊缝白口倾向，故球铁与碳钢的焊接难度较大。球铁与碳钢的焊接，生产中主要采用电弧热焊、电弧冷焊、CO2气体保护焊、氧乙炔焊、真空扩散焊及钎焊等方法，并且焊前一般要预热，焊后缓冷<2>。摩擦焊接是一种优良的固态连接方法，特别适合于异种材料的焊接<3～6>，然而，尚未见球铁与碳钢的摩擦焊接方面的报道，为此本文对球铁与45钢的摩擦焊接进行了初步探索。
实验材料实验用料之一为<16mm的正火45钢棒材，其化学成分(w，%)为：0.505C，0.22Si，0.65M和余量Fe，其力学性能为：Ρs=452.2MPa，Ρb=733.1MPa，48.5%，10=18.3%，Ρf=1172.5MPa.另一种用料为西安理工大学铸铁型材厂生产的球墨铸铁圆棒，其化学成分为(w，%)为：3.22C，2.88Si，1.3Mn和余量Fe.所用球墨铸铁的焊前热处理工艺为：960℃×4h，冷却至800℃×1.5h，后空冷到室温，其Ρb=820MPa.
摩擦焊接试验球铁与45钢的摩擦焊接试验在C25型连续驱动摩擦焊机上进行，焊机主轴转速1475rmin.参照45钢的摩擦焊接工艺，对球铁与45钢的摩擦焊接采用摩擦压力140MPa，摩擦时间8～33s，顶锻压力300MPa，保压时间5s.即着重研究摩擦时间对球铁与45钢的摩擦焊接性能的影响。
摩擦时间对球铁245钢摩擦焊接头性能的影响在保持摩擦压力、顶锻压力和顶锻保压时间不变的条件下，着重研究了摩擦时间对球铁245钢接头退火处理后接头拉伸性能的影响。拉伸过程中发现，接头均断在图4退火后球铁245钢摩擦焊接焊缝处。为在其他头拉伸强度与摩擦时间的关系焊接参数保持不变时，退火后接头拉伸强度随摩擦时间的变化曲线。可见，随摩擦时间的增大接头的拉伸强度增加，直到23s时达到最大值358MPa;继续增大摩擦时间，接头拉伸强度下降。
球铁中大量的自由聚集的石墨，有润滑功效，起着减小摩擦系数、阻碍摩擦热生成的作用，当其他焊接条件不变，摩擦时间较小时，被焊表面加热不完全，尤其是热传导率相对低的45钢塑性变形很小，这样球铁与其很难形成完整的塑性变形区从而形成接头。因此，要想获得理想的结合面，必须增大摩擦时间，使焊接界面及其附近的温度高低、分布满足被焊金属进入粘塑性状态的要求。但是，当摩擦时间过长时，接头摩擦界面及其附近的金属容易过热，由于球铁的热传导率大而高温塑性差，因此在球铁侧易形成带裂纹的肥大飞边;同时，球铁中大量的石墨在轴向压力的作用下，呈片层状堆积在接头界面处，导致接头拉伸强度的下降。