鋁合金6061攪拌摩擦焊工藝

制造與裝備

鋁合金6061攪拌摩擦焊工藝

在許多結構件中,摻入沉淀硬化6xxx系列鋁合金可使其具有相對較高的強度、突出的可擠壓性和優異的耐腐蝕性。鋁合金6061是運輸車輛結構輕量化的很好材料。但是，采用傳統焊接工藝（如氣體保護焊和氬弧焊）的鋁合金6061對硬化裂紋很敏感。而攪拌摩擦焊由于其是低熱量焊接技術，可以減少裂紋的形成，因此有利于鋁結構組件的焊接，可以改善其力學性能。

研究了采用攪拌摩擦焊技術以搭接結構形式焊接3.18mm厚的鋁合金6061-T6板性能。試驗結果表明，采用攪拌摩擦焊工藝的搭接結構相比對接接頭的結構更具有挑戰性，因為需要去除兩鋁合金平面的氧化層界面，確定交界面的位置。研究了攪拌摩擦焊工具的幾何參數對焊接缺陷，以及材料的顯微組織、硬度和彎曲性能的影響。

根據焊接試驗結果可以得出以下結論。

（1）單向焊接能夠導致焊縫不完整，焊接結束處頂部組件結構較薄以及焊接開始處出現連接缺陷。

（2）采用不合適的工具尺寸和焊接參數進行雙向焊接會使焊核處產生空隙，底部組件顯著變薄。

（3）使用適當的工具進行雙向焊接，可以方便地在工藝窗口中作業。采用這種方式進行焊接，即使焊接參數變化范圍較大，焊接元件的厚度也幾乎不會變化，且在焊核內不會出現大孔隙。

（4）在攪拌摩擦焊焊接過程中，通過觀察組件顯微結構變化發現，焊接攪拌頭的旋轉使焊接結構發生塑性流動，從而對焊件進行焊接，在旋轉方向會產生流動槽，其熱影響區的硬度值為63～66HV，而在焊核處的硬度值為75HV。

（5）試驗測試結果顯示，使用合適焊接工具進行攪拌摩擦點焊焊接的組件，其具有良好的彎曲性能。

刊名：Materials Science Forum（英）

刊期：2014年第783期

作者：Simon Larose et al

編譯：朱會