5052鋁合金攪拌摩擦點焊工藝及組織性能研究.pdf

1、攪拌摩擦點焊是在‘線性’攪拌摩擦焊基礎(chǔ)上開發(fā)的一種新型固態(tài)連接技術(shù)。本文針對1mm+1mm厚5052-H112鋁合金板材，研究了攪拌摩擦點焊過程中工藝參數(shù)對接頭力學(xué)性能及組織的影響。通過對各種工藝條件下的點焊接頭進行剪切拉伸試驗、剝離試驗、硬度測試試驗、顯微組織觀察和剪切拉伸試樣斷口掃描電鏡觀察，詳細(xì)分析討論了不同工藝參數(shù)及焊接方法對點焊接頭組織與性能的影響。
　　 本次試驗設(shè)計制備的攪拌工具是圓形凹面軸肩和帶左旋螺紋攪拌頭，采

2、用該攪拌工具對5052-H112鋁合金板材成功的實施了點焊連接，焊后的試樣表面成型美觀，在點焊縫中心除了存在由于攪拌摩擦點焊工藝特點所形成的匙孔外，連接焊縫處不存在宏觀缺陷。
　　 剪切拉伸試驗表明：在相當(dāng)?shù)脑囼灄l件下攪拌摩擦點焊的剪切載荷平均值均明顯高于電阻點焊，最大剪切載荷提高了72％。攪拌工具轉(zhuǎn)速對剪切拉伸載荷有重要影響，當(dāng)轉(zhuǎn)速一定時，摩擦停留時間對剪切拉伸載荷的影響小。剝離載荷的變化規(guī)律與剪切拉伸載荷的變化規(guī)律相似。

3、r>　　 硬度測試結(jié)果表明：攪拌摩擦點焊接頭硬度分布近似呈W形，熱影響區(qū)處的硬度值最低；在熱機影響區(qū)和攪拌區(qū)，接頭的硬度值較熱影響區(qū)上升，但最大值低于母材。攪拌摩擦點焊接頭硬度分布與電阻點焊接頭比較有明顯差別，這是由于電阻點焊縫微觀組織明顯與攪拌摩擦點焊縫不同所造成的，在電阻點焊縫中由柱狀晶粒組織和等軸晶粒組織組成的焊縫區(qū)的硬度低于母材的硬度，而等軸晶粒組織的硬度低于柱狀晶粒組織硬度。
　　 當(dāng)工藝參數(shù)選擇不當(dāng)時，點焊接頭可能

4、出現(xiàn)飛邊、鉤狀缺陷和弱連接缺陷。點焊界面的鉤狀缺陷與攪拌針的幾何形狀有關(guān)，還與焊接工藝參數(shù)有重要關(guān)系。弱連接缺陷是指點焊縫搭接界面處攪拌過渡區(qū)域中可能出現(xiàn)的一種焊接缺陷，弱連接的典型特征是被連接材料間緊密接觸，但并未形成有效的完全固相冶金結(jié)合或連接界面處連接強度明顯較低，它是攪拌摩擦點焊最嚴(yán)重的焊接缺陷。
　　 在本次試驗研究范圍內(nèi)得到：攪拌摩擦點焊的最佳工藝參數(shù)是轉(zhuǎn)速為1541rpm、停留時間為5s時，此時接頭的剪切拉伸載荷和