大厚度6061-T6鋁合金板攪拌摩擦焊研究.pdf

1、6061-T6鋁合金屬Al-Mg-Si系可熱處理強化鋁合金,具有中等強度、良好的塑韌性、耐腐蝕性和擠壓性等優(yōu)點,在航空航天、航海以及軌道車輛等領(lǐng)域被廣泛使用。目前針對6061-T6鋁合金的傳統(tǒng)焊接方法存在易產(chǎn)生焊接裂紋和氣孔、焊接變形大、焊縫力學(xué)性能不高等問題,大厚度焊接則更加困難。攪拌摩擦焊作為一種新型固相連接方法為6061-T6鋁合金厚板焊接提供了一種新的解決途徑。
　　 攪拌摩擦焊溫度場和流場是影響焊縫微觀組織和力學(xué)性能的

2、重要因素,本文應(yīng)用流體動力學(xué)理論和計算流體分析軟件FLUENT構(gòu)建了不同厚度與不同工藝參數(shù)的6061-T6鋁合金板攪拌摩擦焊的溫度場和流場模型。數(shù)值仿真的結(jié)果和試驗結(jié)果基本吻合。
　　 在數(shù)值仿真的基礎(chǔ)上,分別對厚度為22mm和60mm6061-T6鋁合金板進行了單道與雙道攪拌摩擦焊接試驗,在22mm6061-T6鋁合金板的焊接試驗中,采用了多種焊接速度,結(jié)果表明焊接速度對焊縫成形與力學(xué)性能有重要影響;在60mm6061-T6鋁

3、合金板的雙道攪拌摩擦焊試驗中,當旋轉(zhuǎn)速度為1000r/min、焊接速度為80mm/min時,焊接接頭強度達到218MPa,為母材的70％。本文對焊縫進行了力學(xué)性能測試,并選取顯微硬度較低的點進行組織強化相觀察,結(jié)果表明黑色Mg2Si相是6061-T6鋁合金的主要強化相,它的尺寸、形態(tài)和含量對焊接頭力學(xué)性能有較大影響,由焊接熱循環(huán)引發(fā)的強化相重固溶和過時效是導(dǎo)致焊接頭力學(xué)性能下降的重要原因;對不同厚度的微觀組織進行光學(xué)和電鏡觀察,結(jié)果表明