兩種焊接方式下鋁合金的力學性能試驗對比

?

兩種焊接方式下鋁合金的力學性能試驗對比

為滿足汽車輕量化要求，越來越多的鋁合金被應用在汽車制造中。為實現鋁合金的廣泛應用，還需要有效的焊接方式。近些年發展的攪拌摩擦焊因其具有眾多的顯著優點，逐漸取代了傳統的焊接方式。攪拌摩擦焊是一種新型固態焊接方法，其可以在低于基材熔點的溫度，使基材軟化變形，實現連接。因而，與傳統的熔焊相比，攪拌摩擦焊形成的接頭不會出現氣孔和裂紋，不需要填充材料、保護氣體以及其它成本較高的輔助焊接設施，且整個焊接過程可在傳統的銑床上實現，不會產生煙霧、輻射等重大安全隱患。本文通過試驗，以市售AA6082-T6鋁合金板為原材料，對采用攪拌摩擦焊所形成焊接接頭的力學性能進行分析，并將其結果與使用熔化極惰性氣體保護焊所形成的焊接接頭力學性能進行對比。

試驗采用AA6082-T6鋁合金板材，板件長度100mm、寬度50mm、厚度3mm。制造攪拌摩擦焊試樣時，使用攪拌摩擦焊機進行焊接，焊機的焊接探頭直徑為16mm、攪拌針直徑為3mm、高度為2.8mm，焊接時探頭不傾斜任何角度，垂直伸入焊接板件，焊接速度設定為60mm/min。進行熔化極惰性氣體保護焊時，焊接前鋁合金板材經過丙酮處理。焊接使用MIG-350型焊接機，焊接電流為240A，電壓為24±1V。焊接速度設定為110mm/min。整個焊接過程采用氬氣進行保護，氬氣流速為18L/min。之后對兩個焊接方式形成的試樣進行拉伸強度測試，并對測試后其斷裂面進行金相組織觀察。同時還對試樣進行了維氏硬度測試，以便于更好了解焊接處微觀組成和力學特性變化的原因。試驗結果顯示：攪拌摩擦焊所形成接頭的粗糙度類似于銑削加工得到的表面，熔化極惰性氣體保護焊所形成接頭類似于較為粗糙的鑄造結構表面。兩種試樣在焊接區都沒有出現斷裂，但在熱影響區均出現變形。熔化極惰性氣體保護焊所形成接頭的屈服極限為基材AA6082-T6鋁合金板屈服極限的51%，其極限抗拉強度為基材的65%；而攪拌摩擦焊所形成接頭的抗拉強度低于基材，但高于熔化極惰性氣體保護焊所形成接頭的抗拉強度。

K.Anganan et al. 2014 IEEE 8th Proceedings International Conference on Intelligent Systems and Control，Coimbatore Jan.10-11，2014.

編譯：陳丁躍