7075-T6鋁合金攪拌摩擦焊疲勞裂紋擴(kuò)展與斷口特征研究.pdf

1、攪拌摩擦焊(FSW)作為一種新型固相連接技術(shù)，其在鋁合金等輕型合金連接方面具有很大的優(yōu)勢(shì)。國內(nèi)外已經(jīng)對(duì)FSW的工藝參數(shù)、組織結(jié)構(gòu)和焊接缺陷等方面進(jìn)行了研究，但是對(duì)其接頭的疲勞性能研究卻很少，尤其是在國內(nèi)。建立合理有效的疲勞評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)是FSW技術(shù)推廣和應(yīng)用的必要條件。 本文通過對(duì)7075-T6鋁合金FSW接頭的金相試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：焊接接頭由焊核區(qū)、熱機(jī)影響區(qū)和熱影響區(qū)組成。其中焊核區(qū)是由大量細(xì)小等軸晶組成，而熱機(jī)影響區(qū)的晶粒受攪拌頭的作用

2、被拉長。另外通過焊接接頭硬度試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：焊縫區(qū)硬度呈近“W”形分布，焊核區(qū)的硬度值僅低于母材，達(dá)到160HV，前進(jìn)側(cè)HAZ硬度值最低，接近100HV，成為整個(gè)接頭最薄弱的區(qū)域；還有焊縫區(qū)域的硬度分布和微觀組織的變化相對(duì)應(yīng)。 本文通過對(duì)7075-T6FSW接頭不同位置的疲勞裂紋擴(kuò)展速率進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，來研究鋁合金FSW接頭的疲勞性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：后退側(cè)HAZ疲勞裂紋擴(kuò)展速率最慢，而垂直于焊縫區(qū)的擴(kuò)展速率則最快；焊縫中心區(qū)的擴(kuò)展速率在低△

3、K區(qū)會(huì)低于前進(jìn)側(cè)HAZ，而到裂紋擴(kuò)展后期，疲勞裂紋擴(kuò)展速率會(huì)高于前進(jìn)側(cè)HAZ；與IIW標(biāo)準(zhǔn)的特征值相比，所有區(qū)域的疲勞裂紋擴(kuò)展速率均顯著低于推薦值，這說明FSW接頭的疲勞性能較好。再從母材性能、殘余應(yīng)力、工藝參數(shù)、接頭形狀、焊接缺陷、接頭表面狀況等角度出發(fā)分析了影響鋁合金FSW接頭疲勞裂紋擴(kuò)展速率的因素，其中殘余應(yīng)力和焊接缺陷的影響較大，可以從這兩方面出發(fā)來改善接頭的止裂性能。 我們還對(duì)7075-T6FSW接頭的疲勞斷口進(jìn)行了S