焊接作为一种重要的材料连接方法，广泛应用于工业生产中；而摩擦焊作为一种固态焊接方法，在材料成形方面愈来愈受到人们的关注。与传统焊接方法相比，摩擦焊连接具有如下优点：焊件准备容易，自动化程度高，成本低，焊接过程清洁、无烟雾，无消耗性材料，能产生锻制质量的焊接接头等；摩擦焊可用于几乎所有材料之间的连接。目前，摩擦焊技术已广泛应用到矿山机械、石油机械、管道施工、汽车工业等方面。20CrNi3Mo钢是一种重要的钎具用钢，该材料在淬火+低温回火后，具有良好的综合力学性能和低温冲击性能，但其成分中较高的镍含量导致材料的生产成本增加，为降低钎具材料成本，尝试在钎具局部采用新研制的无镍20CrMn2SiMo钢来替代20CrNi3Mo钢，对两种材料采用摩擦焊进行连接。
实验材料为研制的20CrMn2SiMo中空钢，摩擦焊焊接材料为20CrNi3Mo中空钢，其内、外径尺寸均为16和46mm。焊接设备采用连续驱动摩擦焊接机，转速为1000r/min，摩擦压强60MPa，顶锻压强130MPa，保压时间6s。焊后对焊接接头试件进行力学性能和显微组织检测。摩擦焊材料的原始状态为高温回火态，摩擦焊后空冷，接头的热处理工艺为920℃空冷+200℃回火。
摩擦焊后不热处理，焊缝区组织主要为板条马氏体和贝氏体组织，熔合区熔合线不明显，结合良好；焊接接头硬度分布焊缝硬度最高，热影响区其次，母材硬度最低。
摩擦焊焊接接头经正火+低温回火处理后，焊缝区组织主要为板条马氏体和贝氏体组织，焊缝明显，结合良好；焊接接头硬度分布均匀，焊缝到基体硬度变化不大；20CrMn2SiMo钢HAZ组织与基体一致，主要为贝氏体组织；20CrNi3Mo钢HAZ组织和基体组织均为贝氏体和马氏体组成的复相组织。
摩擦焊焊接接头经正火+低温回火处理后，其力学性能为：σb=1351MPa、δ5=11%、ψ=43%，抗拉强度略高于基体材料的强度，塑性指标略有降低，但降幅不大。摩擦焊焊接接头热处理后具有良好的强韧性。（榕霖）
