6082-T6铝合金搅拌摩擦焊接头“S”线的形成机理及对组织与性能的影响研究

发布时间：2022-10-29 13:28

　　铝合金具有质轻、强度高、无低温脆性、可持续使用等优势,被广泛应用于交通制造领域。铝合金采用传统熔化焊接存在诸多问题如:气孔、热裂纹、环境污染、弧光、焊接变形等。搅拌摩擦焊（FSW）是一种新型的固相连接技术,被认为是解决铝合金焊接性问题最为有效的方法之一。本文采用4mm厚6082-T6铝合金进行搅拌摩擦焊试验,利用OM、SEM、TEM、显微硬度仪、拉伸试验机、盐雾环境箱、疲劳试验机等仪器,研究了焊接参数对“S”线形貌的变化,分析了“S”线形貌特征对接头组织性能的影响。提出了“S”线堆积流动行为、“S”线生长机理和“S”线运动轨迹规律模型,并进一步研究消除“S”线的工艺方法。研究结果表明,FSW焊接参数试验中,接头横截面发现“S”线,当焊接速度为1500mm/min时,焊缝底部出现孔洞型缺陷。通过提出的“S”线堆积流动行为、生长机理和运动轨迹规律模型,分别解释了Al₂O₃颗粒在塑性流动过程中的位置取向,焊缝表面“S”线宽度和形貌变化,以及横截面“S”线轨迹变化规律。焊接过程中焊核区产生的堆积侧空腔,导致接头表面“S”线偏离焊缝中心线的距离存在差异... 

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景与意义
    1.2 铝合金概述
        1.2.1 6 000系铝合金元素
        1.2.2 6 000系铝合金析出序列及析出相
    1.3 搅拌摩擦焊研究进展
        1.3.1 搅拌摩擦焊原理
        1.3.2 FSW接头形貌研究
        1.3.3 FSW接头“S”线研究
        1.3.4 “S”线对接头力学性能的影响研究
    1.4 本文主要研究内容
第2章 试验材料、方法及设备
    2.1 试验材料
    2.2 焊接方法及设备
    2.3 接头微观组织分析
    2.4 接头力学性能试验
第3章 FSW焊接参数对接头“S”线的形成及组织与力学性能影响
    3.1 铝合金FSW焊缝成形
    3.2 FSW接头形貌及组织结构
        3.2.1 FSW接头“S”线宏观形貌
        3.2.2 FSW接头“S”线微观结构
        3.2.3 FSW接头界面微观组织
    3.3 FSW接头“S”线机理分析
        3.3.1 “S”线堆积流动行为
        3.3.2 “S”线生长机理
        3.3.3 “S”线运动轨迹
    3.4 FSW接头力学性能特征
        3.4.1 耐腐蚀性能
        3.4.2 显微硬度
        3.4.3 拉伸性能
        3.4.4 弯曲性能
    3.5 本章小结
第4章 不同工艺方法对接头“S”线及力学性能影响
    4.1 铝合金焊缝成形
    4.2 不同工艺方法接头“S”线宏观形貌
    4.3 不同工艺方法接头“S”线微观形貌
    4.4 不同工艺方法接头力学性能特征
        4.4.1 显微硬度
        4.4.2 拉伸性能
        4.4.3 弯曲性能
    4.5 本章小结
第5章 搅拌摩擦焊接头疲劳性能
    5.1 疲劳试验数据统计分析
        5.1.1 试验数据统计
        5.1.2 试验数据分析
    5.2 疲劳断口形貌分析
    5.3 不同工艺方法疲劳寿命试验分析
        5.3.1 疲劳寿命数据分析
        5.3.2 疲劳断口分析
    5.4 本章小结
第6章 结论
致谢
参考文献
作者简介
攻读硕士学位期间研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]Microstructure and mechanical properties of friction stir welding joint during post weld heat treatment with different zigzag lines[J]. Zhi-Li Hu,Qiu Pang,Ming-Liang Dai.  Rare Metals. 2019(11)
[2]6060铝合金搅拌摩擦焊对接间隙研究[J]. 刘美娜,范林.  焊接技术. 2019(10)
[3]S线微观形貌对搅拌摩擦焊接头力学性能的影响[J]. 周平,戴启雷,张元杰.  热加工工艺. 2019(21)
[4]Effects of postweld aging on the microstructure and properties of bobbin tool friction stir-welded 6082-T6 aluminum alloy[J]. Yu-peng Li,Da-qian Sun,Wen-biao Gong,Liang Liu.  International Journal of Minerals Metallurgy and Materials. 2019(07)
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[6]铝合金材料在车辆轻量化中的应用[J]. 徐应魁.  中国金属通报. 2018(08)
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[8]铝合金搅拌摩擦焊温度场的数值模拟分析[J]. 赵翔,朱政强,王小乐.  焊接技术. 2018(04)
[9]2A14-T6铝合金搅拌摩擦焊温度场及黏流层数值模拟分析[J]. 马核,田志杰,熊林玉,颜旭,曹学敏,张彦华.  航空制造技术. 2018(08)
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硕士论文
[1]6082超厚板铝合金搅拌摩擦焊接头组织演变与力学性能研究[D]. 郄新哲.长春工业大学 2018
[2]7N01铝合金无减薄搅拌摩擦焊工艺与组织性能研究[D]. 高祎晗.沈阳航空航天大学 2018
[3]Al-Mg-Si合金的多级时效硬化特性和析出行为[D]. 桑益.湖南大学 2012



本文编号：3697771