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7075高強(qiáng)度鋁合金板的摩擦攪拌焊接試驗研究

刊名：輕金屬溶接（日）

刊期：2014年第12期

作者：荒深純一等

編譯：郝長文

摩擦攪拌焊接（FSW）接頭的力學(xué)性能取決于工具形狀、工具轉(zhuǎn)數(shù)及焊接速度。采用7075高強(qiáng)度鋁合金板進(jìn)行摩擦攪拌焊接試驗，研究工具插入速度和預(yù)熱時間對FSW接頭金相組織和力學(xué)性能的影響。

試驗使用板厚5mm的7075-T651鋁合金板（以下簡稱A7075）。將該鋁板沿軋制方向機(jī)械加工成長200mm、寬50mm的板材后，對焊接接合面和試驗材料表面進(jìn)行脫脂清洗處理。試驗使用全自動摩擦攪拌焊接機(jī)，同時介紹了試驗方法。對試驗結(jié)果進(jìn)行分析研究后得出以下結(jié)論。

（1）隨工具插入速度和預(yù)熱時間的增加，焊接接合部表面變得平滑，未發(fā)現(xiàn)外觀缺陷。

（2）在任何焊接條件下，與母材比較，攪拌部位的金相組織明顯變得微細(xì)，隨工具插入速度的增加和預(yù)熱時間的減少，其金相組織平均結(jié)晶晶粒直徑變小。在開始部位，在工具插入速度為2mm/s、預(yù)熱時間0.1s條件下，其金相組織平均結(jié)晶晶粒直徑為2.6μm。

（3）在攪拌部位及其附近出現(xiàn)軟化現(xiàn)象。軟化區(qū)域的范圍及硬度受入熱量的影響。在開始部位，插入速度較慢和預(yù)熱時間較長的條件下，軟化區(qū)域范圍變寬，硬度變小。

（4）在開始部位，如果工具插入速度為2mm/s，則接頭抗拉強(qiáng)度較高（最高492MPa），約為母材的84%；伸長率最高為6.3%，比母材低約50%。

（5）接頭中尖部位及終端部位幾乎不受工具插入速度及預(yù)熱時間的影響。