7XXX鋁合金攪拌摩擦焊焊接接頭組織與性能研究.pdf

1、某7XXX鋁合金具有比強(qiáng)度高、力學(xué)性能好等特點(diǎn)，是高速列車(chē)側(cè)墻、枕梁等結(jié)構(gòu)件常用材料。目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于該7XXX鋁合金組織性能的研究較少，然而接頭組織性能的研究可以為工藝參數(shù)的選擇提供理論支持，從而提高企業(yè)焊接產(chǎn)品質(zhì)量。本文將對(duì)15mm厚度的某7XXX鋁合金攪拌摩擦焊焊縫成形機(jī)理、焊接接頭組織形貌及第二相特征進(jìn)行研究，并分析組織對(duì)焊接接頭力學(xué)性能的影響。
　　本文研究?jī)?nèi)容及成果如下:
　　(1)從焊接熱輸入和材料流動(dòng)行為兩方面

2、對(duì)焊縫的成形機(jī)理進(jìn)行了研究，并探討了焊接工藝參數(shù)對(duì)焊縫成形質(zhì)量的影響。
　　(2)通過(guò)目視檢驗(yàn)和X射線檢測(cè)法比選出了無(wú)焊接缺陷的工藝參數(shù)。焊接速度為200mm/min，轉(zhuǎn)速為300rpm、400rpm;焊接速度為300mm/min，轉(zhuǎn)速為400rpm，兩組參數(shù)下均能得到無(wú)缺陷焊接接頭。
　　(3)利用光學(xué)顯微鏡，分析了無(wú)焊接缺陷的焊接接頭不同區(qū)域組織形貌特點(diǎn)。沿水平方向，焊接接頭各區(qū)域組織形貌差別較大，焊核區(qū)為細(xì)小等軸晶，熱

3、機(jī)影響區(qū)組織發(fā)生明顯的彎曲變形，熱影響區(qū)為粗化的板條組織。
　　(4)利用掃描電鏡和能譜儀，分析了無(wú)焊接缺陷的焊接接頭不同區(qū)域第二相特征。母材第二相包括大量不溶雜質(zhì)相A1MnSiFe、固溶體Al6(FeMn)和少量強(qiáng)化相T(A12Mg3Zn3)、η(MgZn2)，焊核區(qū)強(qiáng)化相發(fā)生析出。
　　(5)基于顯微硬度計(jì)測(cè)試結(jié)果，分析了焊接接頭的顯微硬度特征。焊核區(qū)硬度與母材區(qū)硬度值大致相當(dāng)，平均值約121HV;熱影響區(qū)硬度值125H

4、V～140HV左右。以焊縫中心為界，AS側(cè)熱機(jī)影響區(qū)硬度值有突變現(xiàn)象;RS側(cè)硬度值從焊核區(qū)到熱影響區(qū)方向逐漸升高。
　　(6)基于萬(wàn)能拉伸試驗(yàn)機(jī)、斷口形貌分析、殘余應(yīng)力等測(cè)試結(jié)果，分析了焊接接頭的拉伸性能。焊接接頭平均拉伸強(qiáng)度為403MPa，斷后伸長(zhǎng)率為16.3％。焊接接頭斷裂位置位于AS側(cè)熱影響區(qū)，沿45°方向切斷，斷口呈纖維狀，屬于韌性斷裂。
　　本文主要研究了某7XXX鋁合金攪拌摩擦焊焊接接頭組織和力學(xué)性能。通過(guò)理論與