7XXX鋁合金攪拌摩擦焊焊接接頭組織與性能研究.pdf

1、某7XXX鋁合金具有比強度高、力學性能好等特點，是高速列車側(cè)墻、枕梁等結(jié)構(gòu)件常用材料。目前國內(nèi)外關(guān)于該7XXX鋁合金組織性能的研究較少，然而接頭組織性能的研究可以為工藝參數(shù)的選擇提供理論支持，從而提高企業(yè)焊接產(chǎn)品質(zhì)量。本文將對15mm厚度的某7XXX鋁合金攪拌摩擦焊焊縫成形機理、焊接接頭組織形貌及第二相特征進行研究，并分析組織對焊接接頭力學性能的影響。
　　本文研究內(nèi)容及成果如下:
　　(1)從焊接熱輸入和材料流動行為兩方面

2、對焊縫的成形機理進行了研究，并探討了焊接工藝參數(shù)對焊縫成形質(zhì)量的影響。
　　(2)通過目視檢驗和X射線檢測法比選出了無焊接缺陷的工藝參數(shù)。焊接速度為200mm/min，轉(zhuǎn)速為300rpm、400rpm;焊接速度為300mm/min，轉(zhuǎn)速為400rpm，兩組參數(shù)下均能得到無缺陷焊接接頭。
　　(3)利用光學顯微鏡，分析了無焊接缺陷的焊接接頭不同區(qū)域組織形貌特點。沿水平方向，焊接接頭各區(qū)域組織形貌差別較大，焊核區(qū)為細小等軸晶，熱

3、機影響區(qū)組織發(fā)生明顯的彎曲變形，熱影響區(qū)為粗化的板條組織。
　　(4)利用掃描電鏡和能譜儀，分析了無焊接缺陷的焊接接頭不同區(qū)域第二相特征。母材第二相包括大量不溶雜質(zhì)相A1MnSiFe、固溶體Al6(FeMn)和少量強化相T(A12Mg3Zn3)、η(MgZn2)，焊核區(qū)強化相發(fā)生析出。
　　(5)基于顯微硬度計測試結(jié)果，分析了焊接接頭的顯微硬度特征。焊核區(qū)硬度與母材區(qū)硬度值大致相當，平均值約121HV;熱影響區(qū)硬度值125H

4、V～140HV左右。以焊縫中心為界，AS側(cè)熱機影響區(qū)硬度值有突變現(xiàn)象;RS側(cè)硬度值從焊核區(qū)到熱影響區(qū)方向逐漸升高。
　　(6)基于萬能拉伸試驗機、斷口形貌分析、殘余應力等測試結(jié)果，分析了焊接接頭的拉伸性能。焊接接頭平均拉伸強度為403MPa，斷后伸長率為16.3％。焊接接頭斷裂位置位于AS側(cè)熱影響區(qū)，沿45°方向切斷，斷口呈纖維狀，屬于韌性斷裂。
　　本文主要研究了某7XXX鋁合金攪拌摩擦焊焊接接頭組織和力學性能。通過理論與