6061鋁合金雙軸肩攪拌摩擦焊工藝及機理研究.pdf

1、雙軸肩攪拌摩擦焊作為一種新型攪拌摩擦焊技術，在保留了固相連接技術優(yōu)點的基礎上，又克服了常規(guī)攪拌摩擦焊接時焊接效率低、對工裝設備要求高、接頭根部缺陷等問題，具有很高的研究和應用價值，因此正獲得越來越廣泛的關注。本文采用優(yōu)化設計的雙軸肩攪拌頭對5mm厚6061-T6鋁合金進行雙軸肩攪拌摩擦焊試驗，分析了攪拌頭旋轉速度、焊接速度及上下軸肩間距對接頭成形、微觀組織及力學性能的影響規(guī)律，并對雙軸肩攪拌摩擦焊接過程的溫度場進行了模擬和實驗驗證。

2、r>　　焊接試驗結果表明：在一定工藝范圍內接頭成形良好、無表面缺陷，截面呈“啞鈴狀”，并分為四個不同的區(qū)域：焊核區(qū)、熱機影響區(qū)、熱影響區(qū)和母材，其中焊核區(qū)又可細分為焊核上部、焊核中部、焊核下部及條帶區(qū)；雙軸肩攪拌摩擦焊接頭硬度呈“W”形分布，母材硬度值最高，熱影響區(qū)最低，焊核區(qū)較熱影響區(qū)略有上升，熱機影響區(qū)硬度值介于焊核區(qū)與熱影響區(qū)，各區(qū)域厚度方向硬度值差別不大，隨著焊接速度的增大、攪拌頭轉速的減小和軸肩間距的增大，接頭軟化區(qū)域有所減小

3、，硬度最低值也有所增大；當熱輸入過低時，接頭中出現孔洞缺陷導致拉伸性能較差，斷口分析表明此時接頭呈混合型斷裂，當轉速為400r/min、焊速為350mm/min、軸肩間距為4.9mm時，接頭抗拉強度和伸長率同時達到最大值221MPa和9.4％，分別為母材的75%和72%，隨著熱輸入進一步增大，接頭軟化現象加重，拉伸性能降低；雙軸肩攪拌摩擦焊接頭避免了常規(guī)攪拌摩擦焊接頭的根部未焊透等缺陷，除工藝參數不當導致接頭正背彎試樣斷裂于孔洞缺陷處外