6061-T6铝合金静轴肩搅拌摩擦焊接头组织性能及焊缝金属流动性研究
发布时间：2021-06-09 14:18
静轴肩搅拌摩擦焊是基于搅拌摩擦焊一种全新的焊接方法,静轴肩搅拌摩擦焊焊缝表面光滑、基本无飞边与减薄、摩擦热沿板厚较均匀,尤其是在实现不等厚材料、高熔点材料及角接缝等焊接方面,较传统搅拌摩擦焊具有独特的优势。目前关于静轴肩搅拌摩擦焊工艺、接头质量及组织与性能的研究还较少,而关于静轴肩搅拌摩擦焊焊缝金属流动行为更鲜见报道,因此,探索静轴肩搅拌摩擦焊的工艺特性、接头性能及焊缝金属的流动性对提高静轴肩搅拌摩擦焊接头的质量,推广静轴肩搅拌摩擦焊的广泛应用具有十分重要的意义。本文采用独立开发的静轴肩焊接工具以及夹装工具,成功实现了厚度为5mm的6061-T6铝合金试板的静轴肩搅拌摩擦焊对接实验。研究了焊接参数及搅拌针形状对焊接接头形貌、微观组织、性能及焊缝金属流动的影响。结果表明,静轴肩搅拌摩擦焊焊缝无飞边和鱼鳞纹,焊缝厚度与母材一致;焊缝焊核区大致呈中心对称,其组织为细小的等轴再结晶组织,焊核区上层的晶粒尺寸比中层的晶粒尺寸细小,第二相颗粒成分主要为Mg2Si,均匀分布在晶粒内和晶界上;热机影响区晶粒沿着搅拌针的旋转方向被弯曲拉长;热影响区晶粒呈现板条状,比母材晶粒尺寸粗大...
【文章来源】：江苏科技大学江苏省
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 选题背景
1.2 6061 铝合金搅拌摩擦焊研究现状
1.3 静轴肩搅拌摩擦焊概况
1.3.1 静轴肩搅拌摩擦焊原理
1.3.2 静轴肩搅拌摩擦焊焊接工具研究
1.3.3 静轴肩搅拌摩擦焊国内外研究现状
1.4 铝合金搅拌摩擦焊接头的腐蚀性能研究现状
1.5 搅拌摩擦焊焊缝金属流动性研究现状
1.6 本课题研究目的及内容
第2章 试验方法及设备
2.1 实验材料
2.2 实验设备
2.2.1 静轴肩搅拌摩擦焊机
2.2.2 静轴肩搅拌摩擦焊焊接工具
2.2.3 其他实验分析设备
2.3 实验方法及过程
2.3.1 静轴肩搅拌摩擦焊实验
2.3.2 SSFSW接头组织分析
2.3.3 焊接接头力学性能测试
2.3.4 腐蚀试验
2.3.5 SSFSW金属流动行为可视化试验
第3章 SSFSW焊接接头宏观形貌和微观特征
3.1 工艺参数对焊缝表面形貌的影响
3.2 工艺参数对焊缝宏观形貌的影响
3.2.1 SSFSW焊缝宏观形貌分析
3.2.2 焊接速度对焊缝宏观形貌的影响
3.2.3 旋转速度对焊缝宏观形貌的影响
3.2.4 搅拌针形状对焊缝宏观形貌的影响
3.3 静轴肩搅拌摩擦焊接头微观组织分析
3.3.1 SFSW焊接接头各区域组织
3.3.2 工艺参数对接头微观组织的影响
3.4 SSFSW焊接接头物相分析
3.5 本章小结
第4章 SSFSW焊接接头力学性能和腐蚀性能研究
4.1 工艺参数对焊接接头显微硬度的影响
4.1.1 SSFSW接头显微硬度的各层异性
4.1.2 焊接速度对焊接接头显微硬度的影响
4.1.3 旋转速度对焊接接头显微硬度的影响
4.2 工艺参数对焊接接头拉伸性能的影响
4.2.1 旋转速度对焊接接头拉伸性能的影响
4.2.2 焊接速度对焊接接头拉伸性能的影响
4.3 拉伸断口形貌分析
4.3.1 拉伸断口宏观形貌分析
4.3.2 拉伸断口微观形貌分析
4.4 SSFSW焊缝电化学腐蚀性能
4.5 SSFSW焊接接头晶间腐蚀性能
4.6 本章小结
第5章 SSFSW焊接接头金属流动行为可视化研究
5.1 焊缝X射线分析
5.2 SSFSW焊接接头水平方向上焊缝金属流动行为分析
5.2.1 不同厚度层水平面上金属流动行为分析
5.2.2 旋转速度对不同厚度层水平面上金属流动的影响
5.2.3 焊接速度对不同厚度层水平面上金属流动的影响
5.3 SSFSW焊接接头厚度方向上金属流动分析
5.3.1 SSFSW焊缝厚度方向上金属流动行为分析
5.3.2 不同高度层金属厚度方向上流动行为分析
5.3.3 前进侧和后退侧金属厚度方向上流动性的差异
5.3.4 搅拌针形状对金属厚度方向流动的影响
5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]静止轴肩搅拌摩擦焊接6005铝合金的力学和疲劳性能[J]. 张坤,方远方,栾国红,张景榆,胡丰. 焊接学报. 2017(10)
[2]搅拌头几何参数及倾角对搅拌摩擦焊接质量影响的数值分析[J]. 李程锦,王陆钊,刘其鹏,杨鑫华. 大连交通大学学报. 2017(05)
[3]铝合金静止轴肩搅拌摩擦焊组织非均质性对接头力学性能的影响[J]. 何方舟,杨新岐,李冬晓,崔雷. 焊接学报. 2017(08)
[4]静轴肩辅助铝镁搅拌摩擦搭接接头的组织与性能[J]. 许志武,李政玮,冯艳,闫久春. 焊接学报. 2017(04)
[5]焊接速度对6082-T6铝合金搅拌摩擦焊接头组织和力学性能的影响[J]. 张克梁,张文,张大童,邱诚. 热加工工艺. 2017(01)
[6]6061-T6铝合金搅拌摩擦焊温度场的数值模型和参数影响分析[J]. 肖毅华,张浩锋. 机械科学与技术. 2017(01)
[7]6061铝合金厚板搅拌摩擦焊工艺研究[J]. 狄欧,李亚非. 热加工工艺. 2016(23)
[8]一种新型零减薄搅拌摩擦焊工艺[J]. 王敏,张会杰,张骁,于涛,杨广新. 焊接学报. 2016(10)
[9]TC4钛合金静止轴肩和传统搅拌摩擦焊的温度场对比[J]. 姬书得,卓彬,高双胜,邢敬伟,马秩男,路浩. 航空制造技术. 2016(19)
[10]搅拌摩擦焊匙孔修复技术研究现状[J]. 周利,周炜璐,张嘉伦,杜正勇,赵瑞峰,孟凡新,冯吉才. 航空制造技术. 2016(14)
博士论文
[1]铝合金静止轴肩搅拌摩擦焊技术研究[D]. 李冬晓.天津大学 2015
[2]6005A-T6铝合金搅拌摩擦焊接头的组织与性能研究[D]. 董鹏.吉林大学 2014
硕士论文
[1]铝合金钻杆材料的腐蚀性能研究[D]. 丁超豪.吉林大学 2015
[2]6061-T6铝合金的静止轴肩搅拌摩擦焊工艺及组织性能研究[D]. 申浩.天津大学 2014
[3]软性约束对搅拌摩擦焊焊缝塑性金属流动行为的影响[D]. 鲁煌.南昌航空大学 2013
[4]铝合金环保型钝化技术及其与涂层的配套性研究[D]. 黄旋.机械科学研究总院 2012
[5]LY12铝合金搅拌摩擦焊接头的耐蚀性研究[D]. 胡百晖.南昌航空大学 2012
[6]搅拌摩擦焊塑性流动的物理模拟[D]. 肖继生.南昌航空大学 2011
[7]焊后时效对6061-T6铝合金搅拌摩擦焊接头组织和性能的影响[D]. 胡尊艳.北京交通大学 2008
本文编号：3220735
【文章来源】：江苏科技大学江苏省
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 选题背景
1.2 6061 铝合金搅拌摩擦焊研究现状
1.3 静轴肩搅拌摩擦焊概况
1.3.1 静轴肩搅拌摩擦焊原理
1.3.2 静轴肩搅拌摩擦焊焊接工具研究
1.3.3 静轴肩搅拌摩擦焊国内外研究现状
1.4 铝合金搅拌摩擦焊接头的腐蚀性能研究现状
1.5 搅拌摩擦焊焊缝金属流动性研究现状
1.6 本课题研究目的及内容
第2章 试验方法及设备
2.1 实验材料
2.2 实验设备
2.2.1 静轴肩搅拌摩擦焊机
2.2.2 静轴肩搅拌摩擦焊焊接工具
2.2.3 其他实验分析设备
2.3 实验方法及过程
2.3.1 静轴肩搅拌摩擦焊实验
2.3.2 SSFSW接头组织分析
2.3.3 焊接接头力学性能测试
2.3.4 腐蚀试验
2.3.5 SSFSW金属流动行为可视化试验
第3章 SSFSW焊接接头宏观形貌和微观特征
3.1 工艺参数对焊缝表面形貌的影响
3.2 工艺参数对焊缝宏观形貌的影响
3.2.1 SSFSW焊缝宏观形貌分析
3.2.2 焊接速度对焊缝宏观形貌的影响
3.2.3 旋转速度对焊缝宏观形貌的影响
3.2.4 搅拌针形状对焊缝宏观形貌的影响
3.3 静轴肩搅拌摩擦焊接头微观组织分析
3.3.1 SFSW焊接接头各区域组织
3.3.2 工艺参数对接头微观组织的影响
3.4 SSFSW焊接接头物相分析
3.5 本章小结
第4章 SSFSW焊接接头力学性能和腐蚀性能研究
4.1 工艺参数对焊接接头显微硬度的影响
4.1.1 SSFSW接头显微硬度的各层异性
4.1.2 焊接速度对焊接接头显微硬度的影响
4.1.3 旋转速度对焊接接头显微硬度的影响
4.2 工艺参数对焊接接头拉伸性能的影响
4.2.1 旋转速度对焊接接头拉伸性能的影响
4.2.2 焊接速度对焊接接头拉伸性能的影响
4.3 拉伸断口形貌分析
4.3.1 拉伸断口宏观形貌分析
4.3.2 拉伸断口微观形貌分析
4.4 SSFSW焊缝电化学腐蚀性能
4.5 SSFSW焊接接头晶间腐蚀性能
4.6 本章小结
第5章 SSFSW焊接接头金属流动行为可视化研究
5.1 焊缝X射线分析
5.2 SSFSW焊接接头水平方向上焊缝金属流动行为分析
5.2.1 不同厚度层水平面上金属流动行为分析
5.2.2 旋转速度对不同厚度层水平面上金属流动的影响
5.2.3 焊接速度对不同厚度层水平面上金属流动的影响
5.3 SSFSW焊接接头厚度方向上金属流动分析
5.3.1 SSFSW焊缝厚度方向上金属流动行为分析
5.3.2 不同高度层金属厚度方向上流动行为分析
5.3.3 前进侧和后退侧金属厚度方向上流动性的差异
5.3.4 搅拌针形状对金属厚度方向流动的影响
5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]静止轴肩搅拌摩擦焊接6005铝合金的力学和疲劳性能[J]. 张坤,方远方,栾国红,张景榆,胡丰. 焊接学报. 2017(10)
[2]搅拌头几何参数及倾角对搅拌摩擦焊接质量影响的数值分析[J]. 李程锦,王陆钊,刘其鹏,杨鑫华. 大连交通大学学报. 2017(05)
[3]铝合金静止轴肩搅拌摩擦焊组织非均质性对接头力学性能的影响[J]. 何方舟,杨新岐,李冬晓,崔雷. 焊接学报. 2017(08)
[4]静轴肩辅助铝镁搅拌摩擦搭接接头的组织与性能[J]. 许志武,李政玮,冯艳,闫久春. 焊接学报. 2017(04)
[5]焊接速度对6082-T6铝合金搅拌摩擦焊接头组织和力学性能的影响[J]. 张克梁,张文,张大童,邱诚. 热加工工艺. 2017(01)
[6]6061-T6铝合金搅拌摩擦焊温度场的数值模型和参数影响分析[J]. 肖毅华,张浩锋. 机械科学与技术. 2017(01)
[7]6061铝合金厚板搅拌摩擦焊工艺研究[J]. 狄欧,李亚非. 热加工工艺. 2016(23)
[8]一种新型零减薄搅拌摩擦焊工艺[J]. 王敏,张会杰,张骁,于涛,杨广新. 焊接学报. 2016(10)
[9]TC4钛合金静止轴肩和传统搅拌摩擦焊的温度场对比[J]. 姬书得,卓彬,高双胜,邢敬伟,马秩男,路浩. 航空制造技术. 2016(19)
[10]搅拌摩擦焊匙孔修复技术研究现状[J]. 周利,周炜璐,张嘉伦,杜正勇,赵瑞峰,孟凡新,冯吉才. 航空制造技术. 2016(14)
博士论文
[1]铝合金静止轴肩搅拌摩擦焊技术研究[D]. 李冬晓.天津大学 2015
[2]6005A-T6铝合金搅拌摩擦焊接头的组织与性能研究[D]. 董鹏.吉林大学 2014
硕士论文
[1]铝合金钻杆材料的腐蚀性能研究[D]. 丁超豪.吉林大学 2015
[2]6061-T6铝合金的静止轴肩搅拌摩擦焊工艺及组织性能研究[D]. 申浩.天津大学 2014
[3]软性约束对搅拌摩擦焊焊缝塑性金属流动行为的影响[D]. 鲁煌.南昌航空大学 2013
[4]铝合金环保型钝化技术及其与涂层的配套性研究[D]. 黄旋.机械科学研究总院 2012
[5]LY12铝合金搅拌摩擦焊接头的耐蚀性研究[D]. 胡百晖.南昌航空大学 2012
[6]搅拌摩擦焊塑性流动的物理模拟[D]. 肖继生.南昌航空大学 2011
[7]焊后时效对6061-T6铝合金搅拌摩擦焊接头组织和性能的影响[D]. 胡尊艳.北京交通大学 2008
本文编号：3220735
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