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成分和組織結構差異較大，熔焊接頭可能會出現融合不良，接頭內合金元素偏析等問題。攪拌摩擦焊是一種固態(tài)連接技術，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鋁合金進行了攪拌摩擦焊焊接工藝及性能試驗。采用OM，SEM，EDS等分析手段對焊接接頭進行了微觀分析，對異種鋁合金接頭各區(qū)域硬度進行了測

2、定，通過互換前進側與后退側材料研究了攪拌摩擦焊過程中軸肩與攪拌針在焊縫內轉移金屬的機理。研究結果表明：當焊接速度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)現異種鋁合金接頭內部存在兩種金屬的流動及分布情況，兩種金屬在焊縫內部發(fā)生不均勻混合，在焊核區(qū)域發(fā)現了兩種金屬的機械混合洋蔥環(huán)結構，其他區(qū)域多為單一成分金屬填充。對接接頭拉伸結果表明，試樣均斷裂在6013側熱影響區(qū)，此區(qū)域為焊接接頭薄弱

3、區(qū)域。當焊接轉速為600rpm～1200rpm時，焊接接頭為韌窩斷裂，當焊接轉速為1350rpm時，則轉變?yōu)闇式饫頂嗔?；當F=150 mm/min，S=1200rpm時，異種鋁合金接頭抗拉強度最高，為283MPa，達到了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)域出現在焊核區(qū)域，而從7055金屬一側到焊核的方向上，硬度值持續(xù)上升，在焊核區(qū)硬度突然增高，這是因為焊核區(qū)域金屬發(fā)生了回復再結晶，晶粒度極其細小，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，這是因為6013側熱機械影響區(qū)和熱影響區(qū)受焊接熱循環(huán)，第二相顆粒析出粗化，元素的固溶強化和冷作硬化效果消失。對異種鋁合金焊接接頭內部各區(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側熱機械影響區(qū)內發(fā)現大量粗化的第二相顆粒，同時在6013側熱影響區(qū)晶界處發(fā)現了第二相析出，第二相的粗化及其在晶界處的析出使得6013處熱機械影響區(qū)和熱影響區(qū)變脆；發(fā)現在7055側熱影響區(qū)和熱機械影響區(qū)