6082-T6铝合金搅拌摩擦焊接头疲劳性能及断口特征研究

对84mm轨道客车用6082-T6铝合金搅拌摩擦焊接头疲劳性能以及断口特征进行试验研究。结果表明,搅拌摩擦焊接头疲劳循环次数随施加载荷减小而增加,当N=107时,疲劳极限值为110MPa,且疲劳断裂主要发生在前进侧热机械影响区。在预制缺口、相同载荷应力条件下,焊核区疲劳循环次数达7.4万次,断口表现为沿晶断裂,裂纹由疲劳源向四周扩展,晶粒细化提高了焊核区疲劳寿命;而前进侧热机械影响区疲劳循环次数最少为2.5万次,裂纹沿晶界向焊核区方向扩展,扩展方式为沿晶和穿晶混合断裂,晶粒发生弯曲变形以及第二相粒子剥离是接头ATMAZ疲劳性能下降的主要原因。

6005A-T6铝合金双轴肩搅拌摩擦焊接头组织及力学性能

对3.3 mm厚6005A-T6铝合金采用双轴肩搅拌摩擦进行焊接,研究了焊接接头的微观组织特征和力学性能,采用电化学工作站测试了母材和焊缝区域的抗腐蚀能力。结果表明,焊核区发生动态再结晶形成了细小的等轴晶组织,前进侧热机影响区域的晶粒在热和机械力的联合作用下发生了较大的弯曲变形,和母材形成了明显的组织差异。腐蚀后焊缝内部可见近似“S”形的折线,拉伸试验表明,该折线对力学性能并无影响,断裂发生在前进侧的热影响区,平均抗拉强度为218 MPa,达到母材的74%,断后伸长率达到3.2%,焊缝的近表面和近底部的显微硬度分布均呈“W”形,焊缝区的腐蚀电位高于母材,而腐蚀电流密度低于母材,表明焊缝的耐腐蚀性能高于母材。上述研究结果被应用于某型动车组车体部件的生产中。

2024铝合金双轴肩搅拌摩擦焊接头热循环及组织特征

采用双轴肩搅拌摩擦焊(Bobbin tool friction stir welding,BT-FSW)对4 mm厚2024铝合金进行焊接,研究了焊接热循环温度对焊缝组织与性能的影响。结果表明:后退侧峰值温度高于前进侧,温度差约为20℃;焊核区平均晶粒尺寸为10.1μm,后退侧各区域平均晶粒尺寸大于前进侧,小角度晶界占比小于前进侧;焊核区形成了细小的沉淀相S相,热影响区沉淀相数量减少和尺寸的增加导致力学性能下降;接头显微硬度呈“W”型分布,后退侧热机影响区与热影响区交界处硬度值最小,约为72.3 HV。