厚板铝合金搅拌摩擦焊接接头分层力学性能研究.pdfVIP

《热加工工艺》2015年3月第44卷第5期

而产生的。当旋转速度增大时，搅拌头对焊缝的热输塑性金属充分，且流动性较好，塑性金属经搅拌头后

入增加，金属粘度减小，流动更充分，使得S曲线与退侧绕流回填前进侧形成的空腔，在搅拌头锻压作

前进边轧制流线围成圆锥形面积逐渐增大。用下，形成的接头质量相对较高；旋转速度为300

2．2接头拉伸强度r／min时，焊缝内部形成较多的塑性金属，当焊接速

测试焊缝整体抗拉强度时。每组参数取三个试度不变时，过多的塑性金属无法正常地有序流动，而

样拉伸，取其平均值作为最终抗拉强度．结果如表l形成“紊流”现象，在相同的搅拌头锻压作用下。单位

所示。可看出，当焊接速度固定为30mm／min时。接体积塑性金属由于受到的锻压力较小而上浮，沿搅

头抗拉强度随着旋转速度的变化，基本保持不变。分拌头轴肩和焊件接触处被挤压溢出，造成焊缝内部

析认为，采用搅拌摩擦焊接厚板铝合金时，由于焊接塑性金属的不足，导致焊缝内部疏松。在焊缝底部

参数选择恰当，所得焊缝均是均匀良好的，没有产生的试样也出现了抗拉强度的下降。并且，在旋转速度

裂纹等缺陷，所以焊接接头的抗拉强度变化较小。接为300r／min时，接头抗拉强度最小。分析认为．在厚

头断裂位置均发生在前进侧，这是由于焊接接头的板搅拌摩擦焊接过程中，在沿着厚度方向上存在着

拉伸性能及断裂位置与接头的组织有关．在搅拌摩上高下低的温度分布。因此，焊缝底部的热量较少，

擦焊接过程中，热影响区组织受到热作用而出现组塑化金属量较小，同时搅拌针对塑化金属的搅拌作

织粗化；同时，焊接接头前进侧与母材之间的组织相

用有限，导致焊缝材料致密度小，连接强度较低。

差较大，界面明显，因此前进侧是接头中的薄弱环

节，在拉伸过程中容易萌生裂纹、断裂。3结论

表l拉伸试验结果18ITIITI厚LF21铝合金搅拌摩擦焊接头的分层

Tab．1Theresultsoftensiletest

力学性能不均匀，所选择的工艺参数匹配时，有利于

试验号焊接速度v／(mmm／in)旋转速度n／(rm／in抗拉强度trJMPa

塑性金属流动，能获得性能良好的接头。

l3Ol9O205

23O235207(1)焊接速度为30mrn／min时，随着旋转速度

330300205

的增大，接头整体抗拉强度基本保持不变。

2．3接头分层力学性能(2)焊接速度为30rnm／min。旋转速度为195

将接头分层抗拉强度和对应的旋转速度绘制成及235r／min时，接头的分层抗拉强度波动较小，当

曲线图如图5。可知，在焊接速度固定为30mm／min，旋转速度为300r／min时．接头分层抗拉强度出现较

随着转速的增大．接头各分层抗拉强度在旋转速度大波动。

为