Al-Zn-Mg系层状复合材料搅拌摩擦焊接头组织及性能
发布时间：2021-03-24 20:28
用搅拌摩擦焊焊接20 mm厚Al-Zn-Mg系3层铝合金复合板材,用光学显微镜（OM）和扫描电镜（SEM）对焊接接头进行宏观和显微组织研究,通过拉伸和显微硬度研究其力学性能变化。结果表明:Al-Zn-Mg系3层铝合金搅拌摩擦焊焊核区（NZ）和热机影响区（TMAZ）发生了同层合金交叉流动,热影响区（HAZ）仍保持多层结构,连接层在热机影响区随变形发生金属流动,界面保持冶金结合。搅拌摩擦焊未热处理接头抗拉强度约为母材的70%,热处理后接头屈服强度提高,抗拉强度和伸长率有所下降;焊接接头横截面硬度分布呈"W"形,热影响区是接头的薄弱区。搅拌摩擦焊后热处理,焊核区硬度基本回升至母材硬度,而热影响区和热机影响区硬度提升不明显。搅拌摩擦焊后热处理为消除应力的回复软化和沉淀析出强化两种效应的综合作用。
【文章来源】：兵器材料科学与工程. 2020,43(05)北大核心CSCD
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
3层铝合金结构示意图
图3为20 mm厚3层铝合金复合板搅拌摩擦焊焊接宏观形貌。可以看出，焊缝较光滑，连接均匀，未发现犁沟、气孔，宏观裂纹等缺陷，且焊后板材未发生明显变形。结果表明，虽然铝合金复合板A、B两层材料成分有所差异，且两层材料间存在连接层，但选择合适的焊接工艺参数，仍可较好实现铝合金3层复合材料的搅拌摩擦焊连接。图4为接头截面（图3中A-A所标示处）的宏观形貌和各分区示意图。焊接接头为典型的搅拌摩擦焊接头组织形貌，可分为焊核区（Ⅰ）、热机影响区（Ⅱ）、热影响区（Ⅲ）和母材区（Ⅳ）[15]。可以看出，焊核区和热机影响区的连接层在焊接后因金属流动被破坏，同时，A、B合金产生交叉流动，多层材料的界面不再平直（图4虚线区域），此处成分和结构更复杂。热影响区只受焊接热循环影响，和母材一样未发生金属流动，此区域焊后保持多层复合宏观结构。
图4为接头截面（图3中A-A所标示处）的宏观形貌和各分区示意图。焊接接头为典型的搅拌摩擦焊接头组织形貌，可分为焊核区（Ⅰ）、热机影响区（Ⅱ）、热影响区（Ⅲ）和母材区（Ⅳ）[15]。可以看出，焊核区和热机影响区的连接层在焊接后因金属流动被破坏，同时，A、B合金产生交叉流动，多层材料的界面不再平直（图4虚线区域），此处成分和结构更复杂。热影响区只受焊接热循环影响，和母材一样未发生金属流动，此区域焊后保持多层复合宏观结构。2.2 接头显微组织
【参考文献】：
期刊论文
[1]装甲车用7A52铝合金焊接性研究[J]. 康铭,沈其明,徐玉君,田春雨,杨振东. 有色金属加工. 2020(01)
[2]新型厚板铝合金MIG焊及搅拌摩擦焊接头组织和力学性能[J]. 胡秀华,张春丽,夏承东,李龙,周德敬,吕金明. 焊接技术. 2018(12)
[3]7A52铝合金激光焊接头单级时效行为[J]. 陈超,陈芙蓉,张慧婧. 稀有金属材料与工程. 2018(05)
[4]7xxx系铝合金焊接研究现状与展望[J]. 宋友宝,李龙,吕金明,严安,周德敬. 中国有色金属学报. 2018(03)
[5]含Sc焊丝对7B52叠层铝合金焊接接头组织与性能的影响[J]. 毛华,周古昕,王生,刘稳,杜秀征. 兵器材料科学与工程. 2018(02)
[6]铝合金装甲材料的应用及发展[J]. 李龙,吕金明,严安,宋友宝,段海龙,周德敬. 兵器材料科学与工程. 2017(06)
[7]装甲铝合金的进展[J]. 何新宇. 轻合金加工技术. 2017(07)
[8]7A52厚板铝合金单双面搅拌摩擦焊接头性能对比分析[J]. 陈东高,刘金合,陈东亮,马志华,冯胜强,杨武林,陶明杰. 兵器材料科学与工程. 2016(05)
[9]7B52叠层铝合金轧制复合界面分析（英文）[J]. 周古昕,郎玉婧,郝洁,刘稳,王生,乔丽,陈敏. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2016(05)
[10]铝合金搅拌摩擦焊研究现状[J]. 赵秋颖,吴志生,刘翠荣,郑会海,吴常雄. 焊接技术. 2016(01)
硕士论文
[1]叠层复合装甲铝合金7B52搅拌摩擦焊接研究[D]. 陈昱杉.南京理工大学 2018
本文编号：3098344
【文章来源】：兵器材料科学与工程. 2020,43(05)北大核心CSCD
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
3层铝合金结构示意图
图3为20 mm厚3层铝合金复合板搅拌摩擦焊焊接宏观形貌。可以看出，焊缝较光滑，连接均匀，未发现犁沟、气孔，宏观裂纹等缺陷，且焊后板材未发生明显变形。结果表明，虽然铝合金复合板A、B两层材料成分有所差异，且两层材料间存在连接层，但选择合适的焊接工艺参数，仍可较好实现铝合金3层复合材料的搅拌摩擦焊连接。图4为接头截面（图3中A-A所标示处）的宏观形貌和各分区示意图。焊接接头为典型的搅拌摩擦焊接头组织形貌，可分为焊核区（Ⅰ）、热机影响区（Ⅱ）、热影响区（Ⅲ）和母材区（Ⅳ）[15]。可以看出，焊核区和热机影响区的连接层在焊接后因金属流动被破坏，同时，A、B合金产生交叉流动，多层材料的界面不再平直（图4虚线区域），此处成分和结构更复杂。热影响区只受焊接热循环影响，和母材一样未发生金属流动，此区域焊后保持多层复合宏观结构。
图4为接头截面（图3中A-A所标示处）的宏观形貌和各分区示意图。焊接接头为典型的搅拌摩擦焊接头组织形貌，可分为焊核区（Ⅰ）、热机影响区（Ⅱ）、热影响区（Ⅲ）和母材区（Ⅳ）[15]。可以看出，焊核区和热机影响区的连接层在焊接后因金属流动被破坏，同时，A、B合金产生交叉流动，多层材料的界面不再平直（图4虚线区域），此处成分和结构更复杂。热影响区只受焊接热循环影响，和母材一样未发生金属流动，此区域焊后保持多层复合宏观结构。2.2 接头显微组织
【参考文献】：
期刊论文
[1]装甲车用7A52铝合金焊接性研究[J]. 康铭,沈其明,徐玉君,田春雨,杨振东. 有色金属加工. 2020(01)
[2]新型厚板铝合金MIG焊及搅拌摩擦焊接头组织和力学性能[J]. 胡秀华,张春丽,夏承东,李龙,周德敬,吕金明. 焊接技术. 2018(12)
[3]7A52铝合金激光焊接头单级时效行为[J]. 陈超,陈芙蓉,张慧婧. 稀有金属材料与工程. 2018(05)
[4]7xxx系铝合金焊接研究现状与展望[J]. 宋友宝,李龙,吕金明,严安,周德敬. 中国有色金属学报. 2018(03)
[5]含Sc焊丝对7B52叠层铝合金焊接接头组织与性能的影响[J]. 毛华,周古昕,王生,刘稳,杜秀征. 兵器材料科学与工程. 2018(02)
[6]铝合金装甲材料的应用及发展[J]. 李龙,吕金明,严安,宋友宝,段海龙,周德敬. 兵器材料科学与工程. 2017(06)
[7]装甲铝合金的进展[J]. 何新宇. 轻合金加工技术. 2017(07)
[8]7A52厚板铝合金单双面搅拌摩擦焊接头性能对比分析[J]. 陈东高,刘金合,陈东亮,马志华,冯胜强,杨武林,陶明杰. 兵器材料科学与工程. 2016(05)
[9]7B52叠层铝合金轧制复合界面分析（英文）[J]. 周古昕,郎玉婧,郝洁,刘稳,王生,乔丽,陈敏. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2016(05)
[10]铝合金搅拌摩擦焊研究现状[J]. 赵秋颖,吴志生,刘翠荣,郑会海,吴常雄. 焊接技术. 2016(01)
硕士论文
[1]叠层复合装甲铝合金7B52搅拌摩擦焊接研究[D]. 陈昱杉.南京理工大学 2018
本文编号：3098344
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