攪拌摩擦焊接過(guò)程中組織演變與力學(xué)性能研究.pdf

1、隨著交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展，能源危機(jī)的日益加劇，輕量化技術(shù)受到越來(lái)越多的關(guān)注。鋁合金因其密度小、比強(qiáng)度高、耐腐蝕、成型性能優(yōu)良等特點(diǎn)，廣泛運(yùn)用于列車(chē)車(chē)體。攪拌摩擦焊可以解決鋁合金焊接比較困難的問(wèn)題。試驗(yàn)采用的6082-T6鋁合金由于其良好的焊接性、優(yōu)良的機(jī)械加工性能以及較強(qiáng)的耐腐蝕性能，在交通運(yùn)輸和機(jī)械工程行業(yè)的應(yīng)用越來(lái)越普遍。
　　本研究對(duì)2mm厚的6082-T6鋁合金進(jìn)行攪拌摩擦焊接，焊后采用透射電子顯微鏡(TEM)對(duì)攪拌摩擦焊縫組

2、織進(jìn)行研究，采用掃描電鏡(SEM)分析焊接接頭斷口形貌，同時(shí)結(jié)合組織變化對(duì)拉伸強(qiáng)度和硬度變化原因進(jìn)行分析研究。結(jié)果表明：6082-T6鋁合金FSW接頭焊縫上層與焊縫下層組織發(fā)生了變化，各個(gè)區(qū)域沉淀相分別為：母材主要是β″；焊核區(qū)為GP區(qū)和尺寸細(xì)小的 FeSi2；熱影響區(qū)為β′。由于受到熱輸入作用，各個(gè)區(qū)域都發(fā)生了不同程度的動(dòng)態(tài)回復(fù)和動(dòng)態(tài)再結(jié)晶。顯微硬度曲線近似為″W″形，硬度最小值出現(xiàn)在前進(jìn)側(cè)熱影響區(qū)。焊縫區(qū)接頭整體抗拉強(qiáng)度為母材的72

3、％，焊縫區(qū)上層的拉伸強(qiáng)度高于焊縫下層。6082-T6鋁合金FSW接頭匙孔前方中含有β″沉淀相，匙孔后方存在 FeSi2沉淀相。6082-T6鋁合金接頭縱截面顯微硬度在匙孔前后幅值變化較大，匙孔后方硬度顯著降低。焊接接頭硬度從接頭底部到上部，逐漸增大，同時(shí)存在的熱影響區(qū)軟化帶逐漸擴(kuò)大。6082-T6鋁合金攪拌摩擦焊匙孔前方區(qū)域拉伸性能最高，各個(gè)區(qū)域都含有夾雜相，不同區(qū)域的斷裂方式都為典型的韌性斷裂。針對(duì)6082-T6鋁合金攪拌摩擦焊接頭焊

4、后抗拉強(qiáng)度不高、力學(xué)性能較差等原因?qū)嚢枘Σ梁附咏宇^進(jìn)行自然時(shí)效和人工時(shí)效處理，結(jié)果表明：人工時(shí)效處理后顯微硬度比焊態(tài)和自然時(shí)效高10-25HV,人工時(shí)效對(duì)提高焊核區(qū)和熱機(jī)影響區(qū)硬度明顯高于自然時(shí)效。經(jīng)過(guò)焊后自然時(shí)效、人工時(shí)效的焊接接頭力學(xué)性能得到一定程度的提升,人工時(shí)效比自然時(shí)效抗拉強(qiáng)度提高12%,延伸率降低9%,人工時(shí)效提高拉伸強(qiáng)度效果更明顯。由于鋁合金FSW接頭組織成分不均勻，同一焊縫可能會(huì)發(fā)生多種腐蝕類型，通過(guò)對(duì)腐蝕后的FSW接