異種高強鋁合金攪拌摩擦搭接焊工藝及組織性能研究.pdf

1、本文以2024-T3和7075-T6兩種在航空航天領域廣泛使用的高強鋁合金為研究對象,進行了攪拌摩擦焊(FSW)搭接試驗。研究了搭接接頭的宏觀和微觀組織、焊縫表面和內(nèi)部缺陷、維氏硬度和拉伸剪切性能、接頭斷裂模式及斷裂機理。分析了上下板材料搭接順序、焊接速度、旋轉(zhuǎn)速度對焊縫缺陷及接頭強度的影響。
　　2024-7075搭接接頭分為母材區(qū)(BM)、熱影響區(qū)(HAZ)、熱力影響區(qū)(TMAZ)和焊核區(qū)(SZ)四個區(qū)域。焊核區(qū)組織為細小等軸

2、晶,上部焊核區(qū)組織比下部焊核區(qū)組織粗大。2024鋁合金作為上板的搭接接頭(2024/7075)中HAZ和BM及TMAZ分界明顯,7075鋁合金作為上板的搭接接頭(7075/2024)中焊核區(qū)下部有一個明顯的HAZ存在。2024/7075焊縫表面粗糙,在300mm/min焊速下起皮嚴重。另外,2024/7075接頭中存在聚集型孔洞缺陷,7075/2024接頭中有單個型孔洞缺陷。
　　本試驗所有搭接接頭均存在鉤狀缺陷(hook)。Ho

3、ok的垂直擴展會減小接頭有效板厚(EST),水平擴展會減小有效搭接寬度(ELW)。在低焊速下,hook向上擴展距離較大,在前進側(cè)和后退側(cè)形狀及尺寸相似。在高焊速下,7075/2024接頭中前進側(cè)hook幾乎垂直向上擴展,后退側(cè)hook水平向焊核區(qū)擴展距離較大。2024/7075接頭中EST和ELW均隨焊速增加而增加,7075/2024接頭中EST隨焊速增加而增加,ELW在高焊速下嚴重減小。
　　上下板材料搭接順序和工藝參數(shù)影響接頭

4、的拉伸性能。在低焊速下,7075/2024接頭強度較高,在高焊速下,2024/7075接頭強度最高。接頭強度隨焊速增加而增加,隨轉(zhuǎn)速增加而降低,隨轉(zhuǎn)速與焊速比值(ω/υ)增加而降低。當ω/υ值為5時,接頭強度最大。2024/7075接頭在1500rpm轉(zhuǎn)速、300mm/min焊速下,達到最大名義接頭強度138.86MPa。7075/2024接頭在900rpm轉(zhuǎn)速、180mm/min焊速下,達到最大接頭名義強度132MPa。
　　接