7075鋁合金攪拌摩擦焊接接頭組織和力學性能分析

李 穎

（邵陽學院?機械與能源工程學院，湖南?邵陽?422000）

當今世界人們面對的巨大難題之一就是地球礦產資源不斷被消耗，因此國內外科學家不斷尋找辦法來解決這一全世界面臨的重大難題[1]。已知的眾多解決方案主要分為2類，第一類是研發新材料，此類方案開發周期長、研制成本高；第二類是結構輕量化，這類方案投入成本低，產生的經濟效益高，當下受到極大重視。其中，鋁合金屬于有色金屬材料、抗腐蝕性能強、高強度硬度，且十分輕便[2]。

攪拌摩擦焊（FSW）是一項固相連接技術[3]，具有普通熔焊不可比擬的優點，現廣泛應用在航空航天領域、造船領域、陸路交通和民用及其它領域中[4]。現在，攪拌摩擦焊焊接被重點使用在高強度高硬度的鋁合金、鈦合金、鎂合金等新型合金的焊接上，可以達到結構輕量化的目標，減緩自然資源不斷被消耗的情況。國內外學者對鋁合金FSW焊接工藝、接頭組織及力學性能進行了大量研究[5-8]。本文擬對10 mm厚7075鋁合金平板進行攪拌摩擦焊對接拼焊試驗，并對焊接接頭進行組織與力學性能研究分析。

1 試驗材料與方法

試驗板材是規格為150 mm×100 mm×10 mm的鋁合金，焊接方式為對接拼焊，攪拌頭材料為高溫淬火的40鉻，攪拌摩擦焊接設備是MCH1270臺式攪拌摩擦焊機。焊接工藝參數如下：焊接速度分別為90 mm/min、120 mm/min、150 mm/min；轉速分別為700 r/min、900 r/min、1200 r/min。焊接后，按照GB/T228-2002《金屬材料 室溫拉伸試樣方法》設計拉伸試件，使用WD-P6105微機控制電子萬能材料試驗機對10 mm厚的鋁合金進行拉伸，拉伸速度為0.05 mm/min。使用金相顯微鏡的低倍鏡頭對腐蝕后的金相試樣表面進行觀察，使用HVS-1000型數顯顯微硬度計進行維氏硬度試驗。……