7A52鋁合金攪拌摩擦焊組織和性能.pdf

1、7A52鋁合金是我國(guó)自行研制開(kāi)發(fā)的一種中強(qiáng)裝甲鋁合金，由于其密度小、比強(qiáng)度高、比剛度好等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于航空航天以及輕型裝甲車輛上。但是采用傳統(tǒng)熔焊焊接該合金時(shí)，焊縫金屬不僅容易產(chǎn)生熱裂紋，而且氣孔嚴(yán)重，焊縫強(qiáng)度低，使得材料的性能未能得到充分發(fā)揮。而攪拌摩擦焊（Friction Stir Welding，簡(jiǎn)稱FSW）是一種可以避免產(chǎn)生氣孔、夾雜等缺陷的新型焊接技術(shù)，因此通過(guò)研究鋁合金攪拌摩擦焊的工藝和組織性能，對(duì)于擴(kuò)大7A52鋁合金的

2、應(yīng)用范圍具有重要意義。
　　本文主要對(duì)7A52鋁合金FSW焊接接頭的組織和性能進(jìn)行研究。通過(guò)對(duì)焊接參數(shù)進(jìn)行選擇，并研究FSW焊接接頭的宏觀形貌、顯微組織、顯微硬度、抗拉強(qiáng)度，重點(diǎn)對(duì)影響焊接接頭腐蝕性能的因素和機(jī)理進(jìn)行分析與探討。
　　試驗(yàn)結(jié)果表明：在攪拌頭的旋轉(zhuǎn)速度固定為600 r/min時(shí)，焊接速度在150~300 mm/min這個(gè)參數(shù)范圍內(nèi)時(shí)FSW接頭缺陷較少，可以得到良好的成形形貌。且無(wú)論在哪種焊接速度下焊核區(qū)晶粒都是

3、細(xì)小的等軸晶，顯微硬度的分布也都呈現(xiàn)出“W”形變化趨勢(shì)。當(dāng)焊接速度為150 mm/min時(shí)，焊接接頭焊核區(qū)顯微組織最細(xì)小，接頭的平均抗拉強(qiáng)度能達(dá)到452 MPa，達(dá)到了母材抗拉強(qiáng)度的89％，且接頭塑性較好，最大伸長(zhǎng)率為14.3?，焊接接頭的斷裂形式為典型的韌性斷裂。
　　通過(guò)對(duì)7A52鋁合金母材、FSW接頭、雙絲MIG接頭進(jìn)行應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：7A52鋁合金母材和FSW接頭具有較低的應(yīng)力腐蝕指數(shù)，而雙絲MIG接頭的應(yīng)力腐蝕指數(shù)較大

4、，各項(xiàng)性能的損失率較高，表現(xiàn)出了很大的應(yīng)力腐蝕敏感性。對(duì)FSW接頭和雙絲MIG接頭焊后試樣進(jìn)行殘余應(yīng)力分析發(fā)現(xiàn)：兩種焊接接頭沿焊縫方向具有相似的分布趨勢(shì)，但是和雙絲MIG接頭相比，F(xiàn)SW接頭的殘余應(yīng)力值變化較小。
　　對(duì)母材、FSW接頭和雙絲MIG接頭進(jìn)行電化學(xué)腐蝕試驗(yàn)，觀察極化曲線發(fā)現(xiàn)母材和FSW接頭的腐蝕電位比較接近，而雙絲MIG接頭的腐蝕電位比它們要小很多。觀察試樣表面的掃描形貌發(fā)現(xiàn)：7A52鋁合金母材的電化學(xué)腐蝕以點(diǎn)蝕為主