焊接工艺参数对7B04-T6铝合金搅拌摩擦点焊接头疲劳性能的影响

发布时间：2021-01-11 04:47

　　在不同回填时间、插入时间、插入深度、旋转速度下对1.5mm厚7B04-T6铝合金板进行回填式无匙孔搅拌摩擦点焊,对接头进行拉-拉疲劳试验,研究了焊接工艺参数对接头疲劳性能的影响。结果表明:不同焊接工艺下接头均分为焊核区、热机影响区、热影响区和母材,在热机影响区的两板结合区存在钩状缺陷;焊接工艺参数对接头疲劳寿命的影响程度从弱到强的顺序为回填时间、插入时间、插入深度、旋转速度;在旋转速度为2 500r·min^-1,回填时间为2s,插入深度为1.9mm,插入时间为3s下,接头的疲劳寿命最高,可达211 919周次,疲劳裂纹萌生于两板结合区的钩状缺陷处。 

【文章来源】：机械工程材料. 2020,44(07)北大核心

【文章页数】：5 页

【图文】：

RFSSW过程示意

以焊点为中心，在平行于板宽方向截取金相试样，经磨制、抛光，用Keller试剂腐蚀后，采用Olympus GX51型光学显微镜观察截面显微组织。按照GB/T 15111-1994，以焊点为中心截取如图2所示的疲劳试样，采用MTS 810型疲劳试验机在室温环境中进行拉-拉疲劳试验，应力比为0.1，加载方式为正弦波，最大和最小载荷分别为1.909,0.191kN，频率为10Hz，测试在相同载荷水平下的疲劳寿命。用FEI-QUANTA600型扫描电子显微镜（SEM）观察疲劳断口形貌。2 试验结果与讨论

由于不同焊接工艺下接头不同区域的显微组织相似，因此以2#工艺下的接头为例进行分析。由图3可知：接头分为焊核区（NZ）、热机影响区（TMAZ）、热影响区（HAZ）和母材（BM）。母材具有典型的轧制态组织特征，晶粒沿着轧制方向拉长，呈板条状；热影响区的晶粒形貌与母材的相似，尺寸略大于母材的；在机械和热输入的双重作用下，热机影响区的晶粒扭曲变形；在搅拌针和搅拌套的搅拌作用下，焊核区晶粒破碎，发生动态再结晶形成较均匀细小的等轴晶粒。在热机影响区的两板结合区存在钩状缺陷，如图3(b）和图3(c）所示，该钩状缺陷属于RFSSW的固有缺陷，是由于焊接过程中搅拌套插入板内，导致两板结合面向上弯曲而形成的。该缺陷无法通过改变工艺参数等方法彻底消除，但可通过改进工艺来改善，从而提高接头的连接性能[10]。2.2 疲劳寿命

【参考文献】：
期刊论文
[1]搅拌头停留时间对6082铝合金搅拌摩擦点焊接头组织和力学性能的影响[J]. 蔡月华,张克梁,张大童,张文.  轻合金加工技术. 2017(06)
[2]6061-T6铝合金回填式搅拌摩擦点焊疲劳性能分析[J]. 朱小刚,王联凤,乔凤斌,郭立杰.  焊接学报. 2014(04)
[3]Al-Mg合金填充式搅拌摩擦点焊性能[J]. 王联凤,朱小刚,乔凤斌,郭立杰.  焊接学报. 2014(02)
[4]铝合金回填式搅拌摩擦点焊组织及力学性能分析[J]. 申志康,杨新岐,张照华,尹玉环.  焊接学报. 2013(06)
[5]搅拌摩擦点焊在航空领域的应用[J]. 张健,董春林,李光,栾国红.  航空制造技术. 2009(16)
[6]工艺参数对复合搅拌摩擦点焊接头力学性能的影响[J]. 严铿,冯杏梅,赵勇,曹亮.  焊接学报. 2008(06)



本文编号：2970115