6061鋁合金雙軸肩攪拌摩擦焊工藝及機(jī)理研究.pdf

1、雙軸肩攪拌摩擦焊作為一種新型攪拌摩擦焊技術(shù)，在保留了固相連接技術(shù)優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，又克服了常規(guī)攪拌摩擦焊接時(shí)焊接效率低、對(duì)工裝設(shè)備要求高、接頭根部缺陷等問(wèn)題，具有很高的研究和應(yīng)用價(jià)值，因此正獲得越來(lái)越廣泛的關(guān)注。本文采用優(yōu)化設(shè)計(jì)的雙軸肩攪拌頭對(duì)5mm厚6061-T6鋁合金進(jìn)行雙軸肩攪拌摩擦焊試驗(yàn)，分析了攪拌頭旋轉(zhuǎn)速度、焊接速度及上下軸肩間距對(duì)接頭成形、微觀組織及力學(xué)性能的影響規(guī)律，并對(duì)雙軸肩攪拌摩擦焊接過(guò)程的溫度場(chǎng)進(jìn)行了模擬和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

2、r>　　焊接試驗(yàn)結(jié)果表明：在一定工藝范圍內(nèi)接頭成形良好、無(wú)表面缺陷，截面呈“啞鈴狀”，并分為四個(gè)不同的區(qū)域：焊核區(qū)、熱機(jī)影響區(qū)、熱影響區(qū)和母材，其中焊核區(qū)又可細(xì)分為焊核上部、焊核中部、焊核下部及條帶區(qū)；雙軸肩攪拌摩擦焊接頭硬度呈“W”形分布，母材硬度值最高，熱影響區(qū)最低，焊核區(qū)較熱影響區(qū)略有上升，熱機(jī)影響區(qū)硬度值介于焊核區(qū)與熱影響區(qū)，各區(qū)域厚度方向硬度值差別不大，隨著焊接速度的增大、攪拌頭轉(zhuǎn)速的減小和軸肩間距的增大，接頭軟化區(qū)域有所減小

3、，硬度最低值也有所增大；當(dāng)熱輸入過(guò)低時(shí)，接頭中出現(xiàn)孔洞缺陷導(dǎo)致拉伸性能較差，斷口分析表明此時(shí)接頭呈混合型斷裂，當(dāng)轉(zhuǎn)速為400r/min、焊速為350mm/min、軸肩間距為4.9mm時(shí)，接頭抗拉強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率同時(shí)達(dá)到最大值221MPa和9.4％，分別為母材的75%和72%，隨著熱輸入進(jìn)一步增大，接頭軟化現(xiàn)象加重，拉伸性能降低；雙軸肩攪拌摩擦焊接頭避免了常規(guī)攪拌摩擦焊接頭的根部未焊透等缺陷，除工藝參數(shù)不當(dāng)導(dǎo)致接頭正背彎試樣斷裂于孔洞缺陷處外