喷射成形7055铝合金薄板搅拌摩擦焊研究

发布时间：2021-04-01 17:39

　　针对1. 2 mm厚喷射成形7055-T74铝合金薄板,开展搅拌摩擦焊对接的正交试验。以焊缝成形质量和接头性能为评价依据,优化搅拌头和焊接工艺,并对优选条件下的焊接接头微观组织和显微硬度进行分析。结果表明,当选用轴肩直径为Φ8 mm、轴肩形貌为双圆环的搅拌头和旋转速度为800 r·min-1、焊接速度为200 mm·min-1的焊接工艺参数时,焊缝表面无缺陷,内部质量满足HB/Z 416标准I级焊缝要求;焊接接头的抗拉强度为495. 7 MPa、达到母材的83. 5%,断后伸长率为4. 47%,拉伸断裂发生在后退侧,拉伸断口具有韧性断裂的特征;热机影响区组织发生拉长弯曲,焊核区发生了再结晶,组织为更加细小的等轴晶;焊接接头的硬度分布曲线近似于"W"形,硬度最高点在焊核区,最低点在后退侧的热影响区。 

【文章来源】：塑性工程学报. 2020,27(07)北大核心CSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

焊缝外观(a)和X射线底片(b)

结合表1中的参数和表2中结果，绘制了焊接接头抗拉强度和断后伸长率的变化曲线图，分别见图3a和图3b。由图可知，当轴肩直径为Φ6 mm时，单圆环形貌搅拌头获得的焊接接头抗拉强度和断后伸长率均高于内凹搅拌头，这是因为轴肩上的圆环结构可以加速局部材料流动、提高塑化程度。因此，当轴肩直径相同时，在轴肩上增加利于材料流动的结构可以提升焊接接头的拉伸性能。图3 焊接接头拉伸性能

图2 断裂试样形貌与轴肩直径为Φ6 mm的搅拌头相比，由轴肩直径为Φ8 mm的搅拌头获得的焊接接头拉伸性能随参数变化趋势更明显。这主要是因为，接头性能与搅拌头和焊接工艺参数密切相关[13-14]，当搅拌头的尺寸较大时，工艺参数对接头性能的影响增加。直径为Φ8 mm时，焊接接头抗拉强度和断后伸长率均呈现先升高后降低的趋势，性能与旋转速度ω和焊接速度v的比值ω/v呈正相关，6-1组和6-4组的ω/v相同，抗拉强度和断后伸长率接近;6-2组的ω/v比值最高，焊接接头的抗拉强度和断后伸长率也最高。这是因为ω/v代表着单位长度范围内的热输入，当热输入较低时，焊缝区材料的塑化程度不足，接头断裂发生在焊缝区，性能也较低。

【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
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本文编号：3113722