針對1. 2 mm厚噴射成形7055-T74鋁合金薄板,開展攪拌摩擦焊對接的正交試驗。以焊縫成形質(zhì)量和接頭性能為評價依據(jù),優(yōu)化攪拌頭和焊接工藝,并對優(yōu)選條件下的焊接接頭微觀組織和顯微硬度進行分析。結(jié)果表明,當(dāng)選用軸肩直徑為Φ8 mm、軸肩形貌為雙圓環(huán)的攪拌頭和旋轉(zhuǎn)速度為800 r·min-1、焊接速度為200 mm·min-1的焊接工藝參數(shù)時,焊縫表面無缺陷,內(nèi)部質(zhì)量滿足HB/Z 416標準I級焊縫要求;焊接接頭的抗拉強度為495. 7 MPa、達到母材的83. 5%,斷后伸長率為4. 47%,拉伸斷裂發(fā)生在后退側(cè),拉伸斷口具有韌性斷裂的特征;熱機影響區(qū)組織發(fā)生拉長彎曲,焊核區(qū)發(fā)生了再結(jié)晶,組織為更加細小的等軸晶;焊接接頭的硬度分布曲線近似于"W"形,硬度最高點在焊核區(qū),最低點在后退側(cè)的熱影響區(qū)。 

【文章來源】：塑性工程學(xué)報. 2020,27(07)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

焊縫外觀(a)和X射線底片(b)

結(jié)合表1中的參數(shù)和表2中結(jié)果，繪制了焊接接頭抗拉強度和斷后伸長率的變化曲線圖，分別見圖3a和圖3b。由圖可知，當(dāng)軸肩直徑為Φ6 mm時，單圓環(huán)形貌攪拌頭獲得的焊接接頭抗拉強度和斷后伸長率均高于內(nèi)凹攪拌頭，這是因為軸肩上的圓環(huán)結(jié)構(gòu)可以加速局部材料流動、提高塑化程度。因此，當(dāng)軸肩直徑相同時，在軸肩上增加利于材料流動的結(jié)構(gòu)可以提升焊接接頭的拉伸性能。圖3 焊接接頭拉伸性能

圖2 斷裂試樣形貌與軸肩直徑為Φ6 mm的攪拌頭相比，由軸肩直徑為Φ8 mm的攪拌頭獲得的焊接接頭拉伸性能隨參數(shù)變化趨勢更明顯。這主要是因為，接頭性能與攪拌頭和焊接工藝參數(shù)密切相關(guān)[13-14]，當(dāng)攪拌頭的尺寸較大時，工藝參數(shù)對接頭性能的影響增加。直徑為Φ8 mm時，焊接接頭抗拉強度和斷后伸長率均呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢，性能與旋轉(zhuǎn)速度ω和焊接速度v的比值ω/v呈正相關(guān)，6-1組和6-4組的ω/v相同，抗拉強度和斷后伸長率接近;6-2組的ω/v比值最高，焊接接頭的抗拉強度和斷后伸長率也最高。這是因為ω/v代表著單位長度范圍內(nèi)的熱輸入，當(dāng)熱輸入較低時，焊縫區(qū)材料的塑化程度不足，接頭斷裂發(fā)生在焊縫區(qū)，性能也較低。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]Friction-stir-welded overaged 7020-T6 alloy joint: an investigation on the effect of rotational speed on the microstructure and mechanical properties[J]. M.Alipour Behzadi,Khalil Ranjbar,R.Dehmolaei,E.Bagherpour.  International Journal of Minerals Metallurgy and Materials. 2019(05)
[2]析出相演變對2060-T8鋁合金攪拌摩擦焊接頭腐蝕行為的影響（英文）[J]. 孟強,劉楊,康舉,付瑞東,郭曉顏,李藝君.  Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2019(04)
[3]7055鋁合金方鑄錠表面偏析瘤分析[J]. 劉洪雷,張磊,閆春寶,何子龍.  輕合金加工技術(shù). 2019(03)
[4]熱鍛對噴射成形7055-T6合金組織和性能的影響[J]. 溫家飛,張豪,張楨,向劍波,羅豐華.  中國有色金屬學(xué)報. 2018(05)
[5]轉(zhuǎn)速對7055鋁合金攪拌摩擦焊接頭斷裂特征的影響[J]. 金玉花,霍仁杰,李常鋒,王希靖.  焊接學(xué)報. 2017(02)
[6]Effect of natural aging on microstructure and mechanical properties of friction stir welded 7050-T7451 joints[J]. 張坤,欒國紅,付瑞東.  China Welding. 2016(03)

碩士論文
[1]噴射成形7055鋁合金CO2激光焊組織與性能研究[D]. 王鵬建.蘭州理工大學(xué) 2016
[2]噴射成形超高強度鋁合金攪拌摩擦焊接頭組織性能研究[D]. 陸正萍.江蘇科技大學(xué) 2015
[3]PS7055/6013異種鋁合金攪拌摩擦焊工藝與性能研究[D]. 石磊.江蘇科技大學(xué) 2014



本文編號：3113722