套筒设计对异种铝合金回填式搅拌摩擦点焊接头成形的影响

焊接效率低和焊接缺陷多是回填式搅拌摩擦点焊(Refill friction stir spot welding,Refill FSSW)工业化应用的主要瓶颈问题。分别采用加工有螺纹和凹槽的套筒对6022和7075异种铝合金进行Refill FSSW试验。结果表明,与加工有螺纹的套筒(传统式Refill FSSW)相比,采用加工有凹槽的套筒(改进式Refill FSSW)进行焊接时,在套筒下方形成了材料充分混合的楔形结构。采用加工有螺纹的套筒,通过快速插入的方式(快插式Refill FSSW)可提高材料在板厚方向上的流动性,在接头界面处形成了冶金连接和机械联锁机制。此外,采用加工有凹槽的套筒,并通过快速插入的方式(凹槽套筒快插式Refill FSSW)获得的楔形结构内的材料混合程度随着焊接时间的延长而增加。改进式Refill FSSW工艺焊接过程中的最高温度为504.3℃,液化裂纹的形成与低熔点相MgZn;的熔化有关。根据热量产生原理,提出的改进式和快插式Refill FSSW工艺有助于提高接头力学性能及其稳定性,而凹槽套筒快插式Refill FSSW工艺可在1 s焊接时间内获得满足工业使用要求的无缺陷接头。