分析6061-t6铝合金超声振动强化搅拌摩擦焊接头组织与性能

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1、学兔兔www.xuetutu.com么。—；生产应用俘搭6061一T6铝合金超声振动强化搅拌摩擦焊接头组织与性能北京赛福斯特技术有限公司(101107)孟强王怡嵩山东大学材料连接技术研究所(济南市250061)刘小超高嵩武传松摘要将超声振动施加在搅拌头前方的待焊工件上，开展了6061一'16铝合金板超声振动强化搅拌摩擦焊工艺试验。通过显微组织观察、拉伸试验和显微硬度测试来评价接头组织与性能，比较了超声振动条件下的接头组织与性能与常规搅拌摩擦焊接头的差异。试验结果表明，超声振动细化了焊核区和热机影响区的晶粒组织，提高了接头抗拉强度、断后伸长率和显微硬度。关键词：606

2、1一T6铝合金搅拌摩擦焊超声振动显微组织力学性能中图分类号：TG456方式，超声作用效率较低。另一种施加超声的方式是0前言直接将超声振动施加在搅拌头附近的工件上，使工件轻量化是现代制造业追求的目标。在高速列车车处在振动条件下进行焊接，称之为“超声振动强化搅拌体结构的制造中，常采用高强度的铝合金来代替传统摩擦焊(UVeFSW)”Em。相比于将超声振动施加在的钢结构J。搅拌摩擦焊(FSW)作为一种固相连接技搅拌头上，这种将超声振动施加在工件上的方式更为术，能够避免铝合金熔焊时易产生的气孔、夹渣、裂纹简单。但是超声振动对搅拌摩擦焊接头组织与性能的等焊接缺陷，是铝合金焊接成

3、型的优选方法J。然影响仍需进一步研究。文中对6mm厚的6061一T6铝而常规搅拌摩擦焊仅仅依靠一个高速旋转的搅拌头插合金进行了超声振动强化搅拌摩擦焊，分析测试了接人工件对接面来摩擦产热并软化待焊金属，因此需要头的组织与性能。很大的焊接载荷(轴向压力、主轴转矩和横向进给力)，1试验材料与方法同时还存在着搅拌头的磨损、焊接速度不能过高等问题。为此，研究者开发了一些热能辅助搅拌摩擦焊试验材料为6l／lln厚的6061一T6铝合金板，其化学成工艺，诸如激光、电弧、电阻和感应加热都被引入到常分如表1所示。通过实测，母材的抗拉强度为322MPa，断规的搅拌摩擦焊中。研究结果发现

4、，热源辅助虽然后伸长率17．8％，显微硬度约HV95。试验采用两块工能够提高搅拌摩擦焊焊接速度，但如果热源施加不合件对接的焊接方式，焊接方向平行于板材的轧制方向，适，双重的焊接热循环可能引起接头强化相长大或溶试板尺寸为200mm×60mm×6mm。工件的对接解，造成力学性能降低，缩小了工艺参数窗口。鉴于面用铣削的方式加工平整，再用砂布清理其上下表面此，开发一种非加热性质的能源辅助搅拌摩擦焊工艺的氧化膜，并用丙酮擦洗去除油污，然后使用固定夹具是十分必要的。将其压紧在工作台上。试验采用的搅拌摩擦焊机及超超声振动作为一种机械能，能够在无明显加热的声振动装置见文献[13]。

5、其中，超声工具头位于搅拌条件下软化金属，降低金属材料塑性变形时的屈服应头前方距离其轴线20mm处，并与工件平面呈50。夹力和流变应力J。部分研究者或将超声振动从横角。工具头端部振幅约40m，频率约20kHz，焊接时向叠加在搅拌头上，或将超声振动从轴向与搅拌头融的输出功率约300W。为一体，都取得了一定的工艺效果。但是由于搅拌试验用的搅拌头由圆柱形的轴肩和圆锥台形的搅头的刚性和旋转特性，这些从搅拌头施加超声振动的拌针组成，轴肩直径为15mm，搅拌针长5．751Tim。焊接工艺参数依次为：焊接速度80—480mm／min，主轴收稿日期：2015一O1一O2转速400～1

6、000mm／min，轴肩压人深度0．05mm，搅2015年第4期49学兔兔www.xuetutu.com学兔兔www.xuetutu.com学兔兔www.xuetutu.com学兔兔www.xuetutu.com