6061-T6鋁合金T型接頭攪拌摩擦焊焊接工藝及組織性能研究.pdf

1、本文對(duì)6061-T6鋁合金采用攪拌摩擦焊技術(shù)，分別在不同焊接工藝參數(shù)條件下進(jìn)行了焊接試驗(yàn)。并通過改變攪拌針形狀，設(shè)計(jì)并引入超聲振動(dòng)輔助攪拌摩擦焊系統(tǒng)進(jìn)行了進(jìn)一步研究。詳細(xì)研究了焊接工藝參數(shù)對(duì)隧道缺陷，結(jié)合線缺陷等常見缺陷的影響因素，并對(duì)不同參數(shù)條件下鋁合金T型接頭攪拌摩擦焊接頭宏觀成形，微觀組織，力學(xué)性能等進(jìn)行了分析比較。為后續(xù)試驗(yàn)提供基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)。
　　在本試驗(yàn)采取的焊接工藝參數(shù)內(nèi)，采用鋁合金T型攪拌摩擦焊可以獲得宏觀成形良好的焊

2、接接頭，且焊接變形極小。但若參數(shù)選擇不合理時(shí)，當(dāng)攪拌頭轉(zhuǎn)速固定為1500rpm時(shí),焊接速度F≥160mm/min時(shí)將在焊縫出現(xiàn)溝槽缺陷，匙孔有孔洞等宏觀缺陷。焊接速度對(duì)隧道缺陷的形成有著重要影響，試驗(yàn)在其他焊接工藝參數(shù)不變的條件下，將焊接速度從80mm/min分別增大到120mm/min，160mm/min，200mm/min，當(dāng)焊接速度達(dá)到200mm/min時(shí)開始出現(xiàn)隧道缺陷，在各試驗(yàn)參數(shù)條件下都沒有避免結(jié)合線缺陷的產(chǎn)生，結(jié)合線缺陷主

3、要出現(xiàn)于焊核區(qū)與熱機(jī)影響區(qū)的過渡區(qū)域，并且由于塑性變形偏離原始連接界面而向筋板或者壁板前進(jìn)側(cè)偏移。結(jié)合線缺陷是導(dǎo)致T型接頭力學(xué)性能下降的重要因素。
　　就T型接頭組合形式而言，對(duì)搭接T型接頭焊后的接頭力學(xué)性能要更差，對(duì)搭接T型接頭沿筋板方向的抗拉強(qiáng)度僅為97.4MPa，比T型搭接接頭降低13％。當(dāng)圓角過渡區(qū)半徑由3mm減至1mm，隧道缺陷消失，Z型線消失，筋板方向抗拉強(qiáng)度提高了14%，達(dá)到130MPa；在相同的焊接參數(shù)下，使用螺紋

4、開槽的攪拌針焊接，沿壁板抗拉強(qiáng)度提高了31%，但沿筋板方向抗拉強(qiáng)度降低了10%；引入超聲輔助攪拌摩擦焊的接頭沿筋板方向抗拉強(qiáng)度提高了20%，但在這兩點(diǎn)工藝方面的改進(jìn)同樣未能消除結(jié)合線缺陷，但是在接頭宏觀成形，力學(xué)性能和減小缺陷方面有所改善。
　　硬度結(jié)果表明，T型接頭沿壁板方向的硬度大致呈“W”型分布，沿筋板方向大致呈增大——減小——增大的趨勢(shì)。兩者的最高硬度都出現(xiàn)在焊核區(qū)，最低硬度則出現(xiàn)在熱機(jī)影響區(qū)附近區(qū)域。接頭沿筋板方向拉伸斷