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1、雙軸肩攪拌摩擦焊技術(shù)(Bobbin Tool Friction Stir Welding, BTFSW)作為攪拌摩擦焊領(lǐng)域的拓展技術(shù),利用下軸肩代替背部剛性墊板,大大減小了垂直方向上的鍛壓力,降低了裝夾要求及夾具成本,同時(shí)消除了根部未焊透問(wèn)題。因此在工程實(shí)踐中有很高的應(yīng)用價(jià)值。
本文針對(duì)4mm厚6061-T6鋁合金設(shè)計(jì)了不同的軸肩形貌及攪拌針形貌,并進(jìn)行雙軸肩攪拌摩擦焊試驗(yàn),研究了攪拌頭形貌和焊接工藝參數(shù)對(duì)接頭成形及抗拉強(qiáng)度的
2、影響。分析了雙軸肩攪拌摩擦焊接頭各區(qū)域組織特點(diǎn),并總結(jié)接頭中容易出現(xiàn)的缺陷類型及缺陷對(duì)接頭抗拉強(qiáng)度的影響。主要的研究成果如下:
在攪拌頭為平面軸肩和圓柱形攪拌針不變的情況下,焊接接頭隨著上軸肩下壓量的減小,接頭上表面飛邊量先減小后增加,下表面飛邊量逐漸增加;隨著旋轉(zhuǎn)速度的增加,接頭表面易出現(xiàn)魚鱗紋且逐漸由不均勻變得均勻;隨著焊接速度增加,焊接接頭上表面后退側(cè)飛邊從無(wú)到有,且飛邊量增加;同時(shí)上下表面接頭魚鱗紋逐漸變得均勻。
3、> 根據(jù)雙軸肩攪拌摩擦焊接頭中微觀組織特點(diǎn),接頭可分為母材區(qū)(BM)、熱影響區(qū)(HAZ)、熱力影響區(qū)(TAMZ)及焊核區(qū)(WNZ)四個(gè)區(qū)域,其中焊核區(qū)為等軸晶粒,熱力影響區(qū)晶粒為發(fā)生塑性變形的板條狀晶粒,熱影響區(qū)為發(fā)生粗化的板條狀晶粒。
通過(guò)正交試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)各因素對(duì)接頭宏觀形貌影響的主次順序依次為:軸肩形貌、旋轉(zhuǎn)速度、軸肩下壓量、攪拌針形貌、焊接速度。各因素對(duì)接頭抗拉強(qiáng)度影響的主次順序依次為:軸肩下壓量、軸肩形貌、攪拌針形貌、旋
4、轉(zhuǎn)速度、焊接速度。焊接頭容易出現(xiàn)的缺陷類型分別為孔洞缺陷、弱結(jié)合缺陷、S線缺陷;其中孔洞缺陷易出現(xiàn)在前進(jìn)側(cè)WNZ與TMAZ交界處和WNZ偏向后退側(cè)區(qū)域,弱結(jié)合缺陷易出現(xiàn)在前進(jìn)側(cè)WNZ與TMAZ交界處,S線缺陷易出現(xiàn)在WNZ偏向后退側(cè)區(qū)域。通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)接頭中 S線缺陷區(qū)域的冶金結(jié)合程度不同,如果該區(qū)域冶金結(jié)合程度較差,則可能會(huì)影響接頭的抗拉強(qiáng)度,如果該區(qū)域的冶金結(jié)合程度較好,則對(duì)接頭的抗拉強(qiáng)度沒(méi)有影響。另外S線缺陷的形狀也會(huì)影響接頭的抗拉
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