6061-T6鋁合金雙軸肩攪摩擦焊扭矩分析.pdf

1、雙軸肩攪拌摩擦焊是近年內(nèi)發(fā)展起來的新的焊接技術(shù)，目前已經(jīng)廣泛運(yùn)用于航空航天、國防事業(yè)等眾多領(lǐng)域。本文針對7.8 mm厚的6061-T6鋁合金，進(jìn)行不同方案的雙軸肩攪拌摩擦焊接試驗(yàn)，結(jié)合前進(jìn)阻力、溫度過程參數(shù)對扭矩進(jìn)行分析，對比扭矩特征，提出一種可用于檢測間隙的算法；利用四組不同形式的軸肩組合進(jìn)行雙軸肩攪拌摩擦焊，研究軸肩形式對焊縫表面成形、焊后力學(xué)性能的影響，并重點(diǎn)研究了不同軸肩形式的扭矩的變化，及扭矩對焊接的影響。
　　自主設(shè)計(jì)

2、了一種卡扣式雙軸肩攪拌摩擦頭，可通過不同長度的上位鍵和下位鍵改變軸肩距以適應(yīng)不同板厚，抗振性能良好有效的避免了螺栓帶來的軸肩距變化的問題；設(shè)計(jì)新型工裝，將原有工裝由滑動摩擦改為滾動摩擦，使測得的前進(jìn)阻力更準(zhǔn)確。
　　在有間隙和無間隙兩種條件下，進(jìn)行雙軸肩攪拌摩擦焊試驗(yàn)，分析了扭矩特征參數(shù)，發(fā)現(xiàn)穩(wěn)定狀態(tài)的低頻扭矩隨著轉(zhuǎn)速上升而變小、隨著焊接速度變大而變大；扭矩信號在整個焊接過程中都有振蕩特性，而且振蕩周期隨著轉(zhuǎn)速的變大而變??；間隙會

3、使得扭矩原始波形圖整體趨勢有所降低，低頻扭矩在間隙的位置會出現(xiàn)明顯的下降，對于扭矩的周期振蕩信號則會在間隙位置引起扭矩信號大幅度的振蕩現(xiàn)象，而間隙位置周圍的扭矩信號的振蕩情況也比無間隙的振蕩幅度大；在焊接速度低于200 mm/min時(shí)，小波變換算法能夠可靠的檢測出寬度大于0.3 mm的間隙。
　　在不同軸肩組合中，組合C(上凹下凸)、D(上凹下凹)成形最好，組合C接頭的拉伸強(qiáng)度最好，大約占母材的74.4％，凸肩對塑性金屬向焊縫中心

4、的流動更有利；焊核區(qū)的硬度分布比較均勻，凹肩一側(cè)硬度低于凸肩一側(cè)的硬度，凹肩一側(cè)的晶粒(約12μm)大于接近凸肩一側(cè)的晶粒(約8μm)，在兩側(cè)熱機(jī)影響區(qū)，凹肩一側(cè)的硬度高于凸肩一側(cè)的硬度，凹肩一側(cè)的晶粒尺寸小于凸肩一側(cè)的晶粒尺寸；四種組合中，組合D產(chǎn)生的扭矩值最大，當(dāng)轉(zhuǎn)速差別不大時(shí)凸肩更容易引發(fā)扭矩振蕩的現(xiàn)象；當(dāng)軸肩選擇不當(dāng)，會使得扭矩變大，產(chǎn)熱增加，出現(xiàn)粘黏現(xiàn)象，引起飛邊、焊縫變薄等現(xiàn)象，若扭矩出現(xiàn)異常振蕩現(xiàn)象可能會導(dǎo)致攪拌針的疲勞斷