鋁合金的攪拌摩擦焊接研究.pdf

1、傳統(tǒng)的熔焊方法在焊接鋁合金時易出現(xiàn)氣孔、熱裂紋等焊接缺陷，而鋁鋼兩種金屬由于熱物理性質(zhì)上存在的差異，且接頭易出現(xiàn)硬脆的金屬間化合物等，增加了二者焊接的難度。攪拌摩擦焊技術(shù)作為一種固相連接技術(shù)，焊接過程中產(chǎn)生的熱量并沒有達(dá)到金屬的熔點，僅使被焊金屬達(dá)到塑性狀態(tài)，因此成為解決同種鋁合金、鋁鋼異種金屬的焊接性問題的有效方法。
　　首先對4mm厚的7075鋁合金進(jìn)行了對接試驗，在一定的焊接參數(shù)范圍內(nèi)均得到了外觀成型良好、力學(xué)性能較高的焊接

2、接頭。接頭最高抗拉強(qiáng)度可達(dá)母材80％。采用多種測試方法研究了焊接接頭的宏微觀組織與形貌、焊接參數(shù)對接頭力學(xué)性能及硬度分布的影響規(guī)律等。
　　對鋼和鋁異種金屬進(jìn)行了搭接試驗，包括2mm鋁板與2mm鋼板的搭接以及3mm鋁板與1mm鋼板的搭接，結(jié)果表明：接頭界面區(qū)兩側(cè)的鋼被攪入鋁合金后發(fā)生彎曲，呈現(xiàn)“彎鉤狀”。整個連接界面區(qū)域連續(xù)分布著鋼顆粒夾雜物、疊層組織及金屬間化合物層，這些成為影響接頭質(zhì)量的重要因素。對接頭的界面處進(jìn)行XRD分析，

3、驗證了金屬間化合物AlFe、AlFe3的存在。接頭拉剪測試的斷裂位置有三種：熱影響區(qū)、結(jié)合界面處及鋼板母材。斷口SEM分析顯示熱影響區(qū)斷裂為韌性斷裂，結(jié)合界面處為脆性斷裂。界面處中心硬度值能達(dá)到340HV，且波動劇烈，與硬脆的金屬間化合物有關(guān)。
　　基于粘著摩擦理論，建立了4mm厚7075鋁合金FSW過程中的產(chǎn)熱模型，對同種鋁合金對接焊中的溫度場進(jìn)行了數(shù)值模擬，并得出了焊接過程中溫度場的分布規(guī)律：高溫區(qū)位于軸肩的正下方焊核區(qū)，且在