大断面6082铝合金型材FSW接头的“S”线特征及其对分层力学性能的影响

对42 mm厚6082-T6铝合金FSW接头搅拌区中的"S"线特征进行了详细表征,并研究了不同"S"线特征对FSW接头弯曲性能和拉伸性能的影响。结果表明:搅拌区不同区域的"S"线特征存在明显差异,距接头表面5 mm范围内轴肩影响区的"S"线主要以氧化物条带形式分布,宽度为400μm^900μm。随着距表面距离的增加,轴针影响区的"S"线呈断续分布,氧化物条带变窄。轴肩影响区和轴针影响区不同的"S"线特征,对接头力学性能的影响也明显不同。位于接头上、下表层分层拉伸试样的伸长率分别为2.3%和1.8%,明显低于其他位置分层拉伸试样的伸长率(7.1%~8.3%)。表层分层拉伸试样的断裂路径沿着"S"线扩展,而其他分层拉伸试样则断裂于接头的软化区。接头侧弯试样和取自表层的分层弯曲试样在弯曲过程中均出现裂纹,并且裂纹起源于轴肩影响区的"S"线。从以上结果可见,轴肩影响区中以氧化物条带形式连续分布的"S"线是导致该区力学性能降低的根本原因。

薄板铝合金搅拌摩擦焊的组织与力学性能

采用单、双面焊方法对2 mm厚5052铝合金进行了搅拌摩擦焊试验,研究了接头的微观组织形貌、显微硬度、拉伸性能和断口形貌。结果表明:单、双面焊接头内部均存在“S”线,双面焊能够有效改善“S”线的分布情况,避免单面焊底部弱连接;单、双面焊焊缝截面横向硬度均呈“W”型,硬度沿厚度方向总体逐渐降低,单、双面焊沿厚度方向硬度最高分别为68.4 HV、84.2 HV,双面焊焊缝晶粒更加细化;单、双面焊平均抗拉强度分别为198、210 MPa,双面焊接头力学性能优于单面焊;通过接头断口形貌分析,单、双面焊接头断裂方式均为韧性断裂与撕裂韧性断裂混合形式。

焊后热处理对AA7204-T4铝合金搅拌摩擦焊接头组织与力学性能的影响

采用搅拌摩擦焊对AA7204-T4铝合金板材进行焊接,研究焊后热处理对FSW接头组织与力学性能的影响。结果表明:焊后(AW)态焊核区平均晶粒尺寸和再结晶分数分别为4.7μm和81.9%,焊后直接人工时效(AA)后二者分别为4.8μm和82.4%,焊后固溶+人工时效(SAA)后分别为5.9μm和86.5%,AA态并未对焊核区的晶粒结构产生明显的影响,而SAA态则使其分别提高了25.5%和5.6%。AW态,AA态和SAA态接头抗拉强度分别为296.6,318.2 MPa和357.4 MPa,AA态对接头力学性能提升有限,而SAA态则有效提升接头力学性能,焊接系数达92.0%。焊后固溶淬火导致接头连接界面"S"线处产生微裂纹,接头断裂于此,且伸长率严重降低。

转速、焊速对6061-T6铝合金搅拌摩擦焊性能的影响

对3 mm厚6061-T6铝合金板材的搅拌摩擦焊工艺进行试验研究,分析了在搅拌摩擦焊焊接过程中不同搅拌头转速、焊接速度对焊接接头力学性能和焊缝中"S"线缺陷的影响。研究结果表明,当搅拌头转速保持在1 200 r·min-1时,焊接工艺窗口较宽;当焊接速度为700 mm·min-1、搅拌头的旋转速度为1 200 r·min-1时焊缝的强度最高,为251.608 MPa,焊缝强度达到了母材的81.16%。焊接过程中提高搅拌头的旋转速度、减小焊接速度能够减少焊缝中"S"线缺陷的产生。