H62黄铜超薄板微搅拌摩擦焊接热机特征与接头组织性能研究

发布时间：2021-11-13 22:02

　　铜及铜合金的微连接可在航空技术、电子技术及能源技术等方面广泛应用,但材料的软化温度高、薄板焊缝区塑性金属减少带来的摩擦产热减少、薄板比表面积增大带来的传热速度快等问题,使得微搅拌摩擦焊接（Micro friction stir welding,μFSW）工艺过程易产生焊接缺陷而不利于接头成形。以0.6mm厚的超薄板H62黄铜为研究对象,开展对接焊接试验研究,深入研究不同工艺参数下接头的微观组织、力学性能及断口形貌,进而优化工艺参数;在此基础上,分析该工艺过程中温度、轴向力和横向力的变化规律。研究表明:工艺优化后的焊缝成形良好,接头最大抗拉强度达370MPa,约母材（Basemetal,BM）的92.5%;焊缝处的热影响区（Heataffectedzone,HAZ）、热机影响区（Thermo-mechanically affected zone,TMAZ）、焊核区（Nugget zone,NZ）存在明显的分界线,且NZ在横向和纵向上晶粒形状和尺寸存在不均匀性,NZ硬度最高约为155.4HV（约BM的119.5%）,断裂失效易发生在硬度最小的位置（Advancingsideofthewel... 

【文章来源】：机械工程学报. 2020,56(12)北大核心EICSCD

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

μFSW测温测力装置

采用自制装置对0.6 mm厚H62黄铜在μFSW过程中的温度、轴向力及横向力进行测量(图2)。由于焊缝区存在热和力的作用，该区域会发生严重的塑性变形，导致温度测量较为困难，因此选择在垫板上打孔来测量焊缝处不同位置的温度变化；为了测量焊接过程中力的变化，用位于垫板下方的三个测力传感器测量轴向力和位于焊接方向上的一个测力传感器测量横向力，通过数据采集卡和Lab VIEW软件进行记录数据，采样率为1 000 Hz。图3为K型热电偶和测力传感器的位置示意图。图2 μFSW测温测力装置

图2 μFSW测温测力装置焊接接头采用线切割加工制成金相、拉伸试样，打磨、抛光后用酒精清洗金相试样表面，利用Fe Cl35 g+HCL 50 mL+H2O 100 mL腐蚀液进行腐蚀，后在Axio Scope A1光学显微镜下进行接头组织观察，分析接头形貌和微观组织特征。采用VH-1000型显微硬度仪测量接头横截面距上表面1/3和2/3位置处的显微硬度，间隔0.3 mm，加载5 N，保压时间10 s。依据国家标准GB/T228.1-2002金属材料室内拉伸试验方法加工接头拉伸试样(图4)，使用WA-1000B型万能试验机测试母材和接头强度取其平均值，拉伸速率0.5 mm/min，后用FEG-450热场发射扫描电子显微镜观察拉伸断口形貌。

【参考文献】：
期刊论文
[1]铝合金薄板高转速搅拌摩擦焊接头组织与力学性能[J]. 刘奋军,傅莉,陈海燕.  金属学报. 2017(12)
[2]黄铜H62搅拌摩擦焊接头的微观组织及性能[J]. 王希靖,达朝炳,李晶,张忠科.  中国有色金属学报. 2006(05)

硕士论文
[1]超薄铝合金搅拌摩擦焊接头组织性能及流动特征研究[D]. 张亚彬.哈尔滨工业大学 2016



本文编号：3493802