铝合金搅拌摩擦焊焊接质量的优化



铝合金搅拌摩擦焊焊接质量的优化

搅拌摩擦焊因其具有重复性低和环境影响小而被广泛采用。但由于这种焊接过程的机制还没有被完全理解，因此这种焊接技术的潜力未被完全发挥出来。其中，了解焊接时缺陷的形成便是重点。在搅拌摩擦焊接时有两种缺陷：几何缺陷和与材料流动有关的缺陷。虽然这两种缺陷都会对焊接结构完整性产生影响，但几何缺陷可以在焊接的设计和实施中进行弥补，因此本文只讨论了与材料流动有关的缺陷。

通过改变不同焊接工艺参数对金属板进行搅拌摩擦焊焊接，以此来选出一组最佳焊接工艺参数。将横向切开的金属板进行了拉力测试、强度测试和金相显微组织分析。使用高速数据采集系统获得了焊接时的力学数据。用X射线衍射来定性解释第二平衡相的存在。力学性能的变化与体积缺陷和沉积过程中的冶金变化有关。通过考虑极限抗拉应力、强度、焊接力的变化和体积缺陷，进行最佳参数的选取。文中还给出了关于工业焊接中铝合金的沉淀硬化标准及方法。

通过试验得出以下结论：①体积缺陷产生的位置是由材料的流动决定的，而材料流动又与焊接工具的转速有关，因此可以正确判断转速的合适范围；②金相组织变化会导致金属板内部强度下降。金相组织变化和金属的种类有关，对随时效变硬的铝合金来说，焊接温度必须足够高到，才可以使已沉淀硬化的铝合金熔解，以此来防止过时效；③选择能使抗拉强度最大的参数会降低焊接的可靠性，因此针对强度和缺陷之间的矛盾必须要在两者之间找到平衡点。

刊名：Journal of Materials Processing Technology（英）

刊期：2015年第222期

作者：H.Doude et al

编译：郑颖琳