焊接參數(shù)及結(jié)構(gòu)對(duì)6061鋁合金TIG及FSSW接頭組織與力學(xué)性能影響.pdf

1、本文以6061-T6變形鋁合金為主要研究載體，采用微觀組織表征、物相鑒定、顯微硬度分析、拉伸測(cè)試等材料分析手段，通過(guò)改變焊接參數(shù)以及焊后人工時(shí)效處理，系統(tǒng)研究了交流鎢極氬弧焊和交流脈沖鎢極氬弧焊焊接接頭組織與力學(xué)性能演變規(guī)律。此外，通過(guò)改變搭接結(jié)構(gòu)和預(yù)熱處理，系統(tǒng)對(duì)比探討了各種配置下鋁、鎂合金攪拌摩擦點(diǎn)焊焊接接頭成形特點(diǎn)、微觀組織演變規(guī)律和拉伸剪切強(qiáng)度。基于實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，結(jié)合理論分析，得出以下結(jié)論：
　　研究不同線能量及焊后時(shí)效處理對(duì)

2、6061-T6鋁合金鎢極氬弧焊焊接接頭組織和力學(xué)性能影響。結(jié)果表明：隨線能量增加，熱影響區(qū)寬度從315μm逐漸增加至690μm，熔合區(qū)晶粒大小從43μm增加到51μm，焊后人工時(shí)效處理對(duì)焊縫晶粒大小影響不大。熔合區(qū)硬度值低于熱影響區(qū)和母材，熱影響區(qū)硬度值隨線能量增加而降低，熔合區(qū)的硬度值隨線能量的增加先降低在熱輸入為252J/mm時(shí)達(dá)到最小值（67HV）此后出現(xiàn)一定程度回升，焊后時(shí)效處理明顯改善焊接接頭硬度。線能量較低時(shí)焊接接頭容易出現(xiàn)

3、焊不透和氣孔等缺陷，降低焊接接頭極限抗拉強(qiáng)度，經(jīng)焊后人工時(shí)效處理后，由于沉淀強(qiáng)化相的析出，接頭強(qiáng)度明顯增強(qiáng)。拉伸應(yīng)力作用下，焊接接頭斷裂為韌性斷裂。
　　研究脈沖頻率對(duì)6061-T6鋁合金脈沖填絲鎢極氬弧焊焊接頭宏觀形貌、微觀組織和力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明：低脈沖頻率時(shí)（10Hz或20Hz），焊縫成形較差，表面出現(xiàn)少量氧化物、夾渣等焊接缺陷。較高脈沖頻率時(shí)（40Hz），焊縫成形完整，呈現(xiàn)典型魚(yú)鱗狀特征。過(guò)高脈沖頻率（50Hz）下焊

4、縫寬度增加，焊縫成形能力減弱，魚(yú)鱗狀特征不明顯同時(shí)焊縫表面出現(xiàn)輕微氧化現(xiàn)象。熔合區(qū)晶粒隨脈沖頻率增加先減小，在40Hz時(shí)達(dá)到最小值（25.4μm）后逐漸增大。熱影響區(qū)在低頻或高頻時(shí)第二相析出較多并出現(xiàn)聚集長(zhǎng)大現(xiàn)象。焊縫橫截面硬度值呈母材>熔合區(qū)>熱影響區(qū)關(guān)系分布，熔合區(qū)和熱影響區(qū)硬度值隨脈沖頻率增加先增加并在40Hz時(shí)達(dá)到最大值。焊接接頭抗拉強(qiáng)度演變規(guī)律相似，在40Hz時(shí)達(dá)到最大值255MPa。母材為韌性斷裂，焊接接頭為韌-脆混合斷裂。

5、
　　研究預(yù)熱處理及搭接結(jié)構(gòu)對(duì)鋁、鎂合金攪拌摩擦點(diǎn)焊焊接接頭組織與剪切強(qiáng)度的影響。結(jié)果表明：對(duì)同種母材進(jìn)行攪拌摩擦點(diǎn)焊可獲得無(wú)明顯缺陷焊接接頭，對(duì)異種母材進(jìn)行焊接時(shí)出現(xiàn)兩種截然不同橫截面連接特征，當(dāng)AZ31鎂合金作為上板時(shí)，兩板分界面被攪拌針切斷，部分下板材料與上板材料混合后沿?cái)嚢栳樛鈬飨蛏习澹纬珊负藚^(qū)。當(dāng)6061-T6鋁合金作為上板時(shí)，攪拌針未能壓入下板材料，上下板分界線清晰可見(jiàn)并沿頂端壓力方向發(fā)生彎曲。Mg-Al焊接接頭中

6、，共晶反應(yīng)主要發(fā)生在被卷起的混合材料中，少量金屬間化合物Al12Mg17以局部熔化方式生成。Al-Mg焊接接頭中，共晶反應(yīng)以組分液化方式在軸肩下方兩板接觸面之間發(fā)生，共晶組織由島狀（Al12Mg17）和層狀（Al12Mg17+α-Mg）相組成。較高預(yù)熱溫度有利于促進(jìn)Al-Al、Mg-Mg和Mg-Al焊接接頭拉伸剪切強(qiáng)度提高，然而對(duì)Al-Mg焊接接頭，較高預(yù)熱溫度促進(jìn)共晶反應(yīng)進(jìn)行，形成較厚共晶反應(yīng)層，惡化接頭拉伸剪切強(qiáng)度。緊密結(jié)合焊核容易