PS7055-6013異種鋁合金攪拌摩擦焊工藝與性能研究.pdf

1、噴射成形7055鋁合金以及6013鋁合金連接時由于化學(xué)成分和組織結(jié)構(gòu)差異較大，熔焊接頭可能會出現(xiàn)融合不良，接頭內(nèi)合金元素偏析等問題。攪拌摩擦焊是一種固態(tài)連接技術(shù)，接頭部位不存在金屬熔化過程，焊縫易成型是解決異種鋁合金焊接問題最有效的方法之一。
　　對2.5 mm厚噴射成形7055鋁合金以及6063鋁合金進(jìn)行了攪拌摩擦焊焊接工藝及性能試驗(yàn)。采用OM，SEM，EDS等分析手段對焊接接頭進(jìn)行了微觀分析，對異種鋁合金接頭各區(qū)域硬度進(jìn)行了測

2、定，通過互換前進(jìn)側(cè)與后退側(cè)材料研究了攪拌摩擦焊過程中軸肩與攪拌針在焊縫內(nèi)轉(zhuǎn)移金屬的機(jī)理。研究結(jié)果表明：當(dāng)焊接速度F=150mm/min，S=1200rpm時，可以獲得焊縫成形良好的異種鋁合金接頭。微觀分析發(fā)現(xiàn)異種鋁合金接頭內(nèi)部存在兩種金屬的流動及分布情況，兩種金屬在焊縫內(nèi)部發(fā)生不均勻混合，在焊核區(qū)域發(fā)現(xiàn)了兩種金屬的機(jī)械混合洋蔥環(huán)結(jié)構(gòu)，其他區(qū)域多為單一成分金屬填充。對接接頭拉伸結(jié)果表明，試樣均斷裂在6013側(cè)熱影響區(qū)，此區(qū)域?yàn)楹附咏宇^薄弱

3、區(qū)域。當(dāng)焊接轉(zhuǎn)速為600rpm～1200rpm時，焊接接頭為韌窩斷裂，當(dāng)焊接轉(zhuǎn)速為1350rpm時，則轉(zhuǎn)變?yōu)闇?zhǔn)解理斷裂；當(dāng)F=150 mm/min，S=1200rpm時，異種鋁合金接頭抗拉強(qiáng)度最高，為283MPa，達(dá)到了6013鋁合金母材的74％。異種鋁合金接頭各區(qū)域硬度最高區(qū)域出現(xiàn)在焊核區(qū)域，而從7055金屬一側(cè)到焊核的方向上，硬度值持續(xù)上升，在焊核區(qū)硬度突然增高，這是因?yàn)楹负藚^(qū)域金屬發(fā)生了回復(fù)再結(jié)晶，晶粒度極其細(xì)小，從焊核區(qū)到601

4、3母材的方向上，硬度值突降，然后持續(xù)增加，這是因?yàn)?013側(cè)熱機(jī)械影響區(qū)和熱影響區(qū)受焊接熱循環(huán)，第二相顆粒析出粗化，元素的固溶強(qiáng)化和冷作硬化效果消失。對異種鋁合金焊接接頭內(nèi)部各區(qū)域第二相的形態(tài)和分布以及拉伸試樣斷口分析的分析表明，在6013側(cè)熱機(jī)械影響區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)大量粗化的第二相顆粒，同時在6013側(cè)熱影響區(qū)晶界處發(fā)現(xiàn)了第二相析出，第二相的粗化及其在晶界處的析出使得6013處熱機(jī)械影響區(qū)和熱影響區(qū)變脆；發(fā)現(xiàn)在7055側(cè)熱影響區(qū)和熱機(jī)械影響區(qū)