鋁合金攪拌摩擦焊焊接質量的優化

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鋁合金攪拌摩擦焊焊接質量的優化

攪拌摩擦焊因其具有重復性低和環境影響小而被廣泛采用。但由于這種焊接過程的機制還沒有被完全理解，因此這種焊接技術的潛力未被完全發揮出來。其中，了解焊接時缺陷的形成便是重點。在攪拌摩擦焊接時有兩種缺陷：幾何缺陷和與材料流動有關的缺陷。雖然這兩種缺陷都會對焊接結構完整性產生影響，但幾何缺陷可以在焊接的設計和實施中進行彌補，因此本文只討論了與材料流動有關的缺陷。

通過改變不同焊接工藝參數對金屬板進行攪拌摩擦焊焊接，以此來選出一組最佳焊接工藝參數。將橫向切開的金屬板進行了拉力測試、強度測試和金相顯微組織分析。使用高速數據采集系統獲得了焊接時的力學數據。用X射線衍射來定性解釋第二平衡相的存在。力學性能的變化與體積缺陷和沉積過程中的冶金變化有關。通過考慮極限抗拉應力、強度、焊接力的變化和體積缺陷，進行最佳參數的選取。文中還給出了關于工業焊接中鋁合金的沉淀硬化標準及方法。

通過試驗得出以下結論：①體積缺陷產生的位置是由材料的流動決定的，而材料流動又與焊接工具的轉速有關，因此可以正確判斷轉速的合適范圍；②金相組織變化會導致金屬板內部強度下降。金相組織變化和金屬的種類有關，對隨時效變硬的鋁合金來說，焊接溫度必須足夠高到，才可以使已沉淀硬化的鋁合金熔解，以此來防止過時效；③選擇能使抗拉強度最大的參數會降低焊接的可靠性，因此針對強度和缺陷之間的矛盾必須要在兩者之間找到平衡點。

刊名：Journal of Materials Processing Technology（英）

刊期：2015年第222期

作者：H.Doude et al

編譯：鄭穎琳