高速列车用铝合金搅拌摩擦焊工艺研究

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1、摘要摘要搅拌摩擦焊技术是一种新型的固相连接技术，可有效避免熔化焊接时因熔化而产生的裂纹、气孔等焊接缺陷，对焊接性较差的金属和异种金属焊接有较强的优势。本论文用不同的焊接工艺参数(包括不同形状的搅拌头、旋转速度、焊接速度)对5083．H321与6082．T6铝合金进行同种材料和异种材料进行FSW对接，通过进行观察接头显微组织、表面成形，进行拉伸性能试验、显微硬度测试及拉伸断口SEM试验，优化工艺参数。通过上述研究，得出5083铝合金与6082铝合金同种材料和异种材料焊接的一组理想的规范参数，在此规范参数下，5083铝合金对接接头

2、的拉伸性能达到母材性能的94．5％；由于6082铝合金属于热处理可强化材料，其对接接头拉伸性能在焊后未热处理情况下达到母材强度的73．3％；异种材料焊接研究表明，当6082铝合金在前进侧时接头的拉伸性能高于5083铝合金在前进侧时的拉伸性能；旋转速度与焊接速度之比决定了焊接过程中热输入的大小，进而影响焊接接头的成型及拉伸性能。热输入过大，接头热影响区变宽，使接头区域接近母材的熔化温度而出现局部过热甚至熔化现象，降低接头的拉伸性能；热输入过小，容易在接头内部形成孔洞及隧道型缺陷，甚至在接头表面形成沟槽缺陷，严重影响接头的拉伸性能

3、。本论文试验结果为推动FSW技术在我国高速列车用铝合金焊接中的应用提供了一定的理论数据基础。关键词：搅拌摩擦焊；铝合金；微观组织；拉伸性能；焊接参数大连交通大学_T学硕士学位论文AbstractFrictionStirweldingisanewsolid—stateconnectiontechnology，whichcaneffectivelyavoiddrawbacks，appearedduringfusionsuchascrackandblowhole．Ithasthestrongsuperiorityonthesimil

4、armetalanddissimilarmetal、析t11worseweldability．TheobjectofthisresearchWastoinvestigatethecharacteristicsofjoining，microstructures，microhardness，tensilepropertiesandfractureofFSWjointsweldedforexperimentalaluminumalloys，suchas5083一H321and6082-T6andtheinfluenceofweldi

5、ngparametersincludingmostimportantlythetool’Srotationalspeed，weldingvelocity，andtool’Sgeometriesonthequalityofjointaccordingtothesolid—statejoiningprincipleduringFSWwelding．Finally，thematerialsunderexperimentaloptimalweldingparametersconditionwerecompletedoncorrelat

6、ivestudies，intheseweldingparameters，thetensilestrengthofFSW5083butt-jointachievedabout94．5％ofthatofparentmetal，and6082butt-jointachievedabout73．3％oftheparentmetalbecausethe6082aluminumbelongtoage-hardnessaluminum；EffectofdissimilarmaterialorientationonFSWiointproper

7、tiesiSthatthejointinwhich6082A1-AlloyWaslocatedonadvancingsideshowsahighertensilestrengththanthatof5083AI-Alloyonadvancingside．ThestudyresultsshowthattheFSWheat—inputdependsontheratiooftherotatingspeedandweldingspeed，andthen，affectedthetensilestrengthofjoint：whenthe

8、heat-inputWasexcessive，theHAZwillbecamewider，andthetemperatureofthejointzoneWasreachedthemeltingpointoftheparentmaterial，andlocalmeltpheno