(最新)高强铝合金搅拌摩擦焊焊接接头疲劳性能研究

《(最新)高强铝合金搅拌摩擦焊焊接接头疲劳性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、南昌航空大学硕士学位论文高强铝合金搅拌摩擦焊焊接接头疲劳性能研究姓名：周曙君申请学位级别：硕士专业：材料加工工程指导教师：邢丽20080613南昌航空大学硕士学位论文摘要摘要7A09铝合金是Al-Zn-Mg-Cu系可热处理强化铝合金，具有强度高、热加工性能好等优点，是国防军工和国民经济中有着重大战略意义的新材料。但是，采用熔焊技术对其进行焊接时，容易产生气孔、热裂纹等缺陷，大大降低了焊接接头的疲劳性能。为了将高强铝合金用于航天航空焊接构件的制造，本课题研究了7A09铝合金T6态、M态与PWHT态搅拌

2、摩擦焊接头的疲劳性能，观察了接头显微组织、测量了焊缝横截面上的显微硬度分布，并研究了7A09铝合金FSW接头疲劳断裂特征。7A09-T6铝合金FSW接头沿焊缝横截面显微硬度呈“高—低—较高—低—高”的W形分布趋势，两侧母材硬度最高，热力影响区和热影响区的硬度值都较母材低，焊核硬度值较高，硬度最低值在前进边的热影响区，软化较严重。在同种工艺规范参数下，M态7A09铝合金FSW对接接头的显微硬度分布呈低-高-低的分布趋势，PWHT态7A09铝合金FSW对接接头横截面显微硬度相比，PWHT态显微硬度较高，

3、且接头的各区域硬度值变化不大，平均分布在200HV左右。7A09-T6态铝合金搅拌摩擦焊接头疲劳裂纹起裂于焊缝底部，断裂于焊缝前进边热力影响区与焊核交界处。当n/v=20r/mm时，疲劳辉纹较细密，呈脊骨状；n/v=25r/mm时疲劳辉纹较n/v=15.79r/mm时疲劳辉纹扁平宽大。通过对疲劳寿命进行线性拟合分析得出:当应力幅值大于160MPa，n/v=25r/mm时，试样具有较高的疲劳强度；当应力幅值小于160MPa，n/v=20r/mm时，试样具有较高的疲劳强度。M态7A09铝合金FSW接头疲

4、劳断裂位置主要位于母材，疲劳强度高于焊后热处理(PWHT)态7A09铝合金FSW焊接试样；PHWT态7A09铝合金FSW接头疲劳裂纹起裂于焊缝底部，断裂于返回边热力影响区（沿包铝层）处，断口平滑，没有明显的塑性变形的痕迹，由于包铝层在焊缝内部产生沟状缺陷的影响，降低了FSW接头疲劳性能。关键词：搅拌摩擦焊，7A09铝合金，疲劳寿命，疲劳断裂，焊后热处理I南昌航空大学硕士学位论文摘要Abstract7A09aluminumalloyisaseriesofAl-Zn-Mg-Cualuminumalloy

5、whichcouldstrengthwithheattreatment.Ithashighstrengthandgoodheatmachiningcapability,anditisanewmaterialwhichhasimportanttacticmeaningfornationaldefenseandeconomy.Butsomeweldingdefectssuchascrackandporositycaneasilyformedwithfusionwelding,anditgreatlyre

6、ducethefatigueofweldmetal.Inordertomanufactureaeronauticalweldingcomponentwithhighstrengthaluminumalloy,thefatigueperformanceoffriction-stirwelding(FSW)ofthick-sheetwiththeT6,MandPWHTstates7A09aluminumalloywerestudiedinthispaper.Boththemicrostructureha

7、rdnessdistributionoftheweldedjointwereobserved,andthefatiguecrackcharacteristicofthefrictionstirweldedjointwasdiscussed.Theprofileofhardnessacrossthe7A09-T6aluminumalloyFSWweldexhibitsthetrendastheshapeof“W”whichis“high-low-high-low-high”.Themaximumhar

8、dnessappearsonthebasemetal.ThehardnessofweldnuggetishigherthanthatofTMAZandHAZ.ThereisminimumhardnessvalueintheHAZofadvancingside,whichshowsseverelysofteninginthisarea.Withthesameweldparameter,theMstate7A09aluminumalloyFSWweldexhibitsth