2A12铝合金搅拌摩擦焊工艺与焊缝组织特征分析

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1、!"#$%&’&()*%+!",-.工艺与检测!"#!铝合金搅拌摩擦焊工艺与焊缝"组织特征分析李兵谢里阳张君一何雪浤（东北大学机械与自动化学院，辽宁沈阳112223）摘要：通过!"#!高强铝合金的搅拌摩擦焊（$%&’(&)*+(&%,-./&*01简称$+,）试验，研究了搅拌摩擦焊焊缝组织的宏观形貌。结果表明，带梯形螺纹特征的搅拌头能有效地增加塑化材料的流动性；焊缝的宏观组织可分为2个区域（母材区、热影响区、热机影响区和焊核），与母材相比较，焊缝区的组织都发生了明显的变化；由于楔形挤压作用、空腔作

2、用、温度差等缘故，前进侧与焊缝材料之间存在显著的相对变形差和组织差异，形成明显分界面；焊接空洞缺陷易出现在前进侧中部的分界面处；而在后退侧，焊缝材料塑性流动方向与母材材料塑性流动方向一致，母材的变形和组织与焊缝材料相差很小且变化均匀，二者的分界面不明显。关键词：!"#!铝合金搅拌摩擦焊焊缝组织!"#"$%&’()*’"+",-.)/0%(&"##$)-1.&%(#*%2&*2%"3’$%$&*"%.#*.&(4*’"5%.&*.()6*.%+",-.)/7.)"4567%(，85947)*%(，:

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6、，P"#*@,"-$"E*-"D7*’$*,"T@*P’)#$*%("N6-78)%/4：J<1J<’@E7%@E<’’&)；KD7#-7&%A-7DL"’+7%(（KAL）；C7#D&,-D@#-@D"&BL"’+7%(47%"［J］J<1J（4U1J）铝合金是一种性能比较优越的高强固态塑化焊接连接技术。搅拌摩擦焊利用一种非铝合金，在高温下的软化倾向低，是航天工业中应用比耗损的带轴肩（A$&@’+"D）的搅拌头（L"’+7%(!&&’），高较广泛的一类有色金属结构材料；多用于制作各种高速旋转着插

7、入固定在刚性背垫上的被焊工件，并且沿负荷的零件和构件，如飞机上的骨架零件、蒙皮、隔框、被焊工件的待焊界面向前移动，摩擦生热使待焊材料翼肋、翼梁、铆钉等1V2W以下工作的零件。但是加热至热塑性状态，被塑化的材料在搅拌头的转动摩J<1J铝合金采用传统熔焊技术焊接时形成颈间裂纹擦力作用下由搅拌头的前部流向后部；从而在热Q机的倾向较大，对焊接过程中的各种因素也比较敏感，限联合作用下，使被焊材料重新结合成可靠、致密的金属［1］［J］制了其在航空航天领域的应用。间固相焊缝。图1为搅拌摩擦焊原理示意图。搅拌摩擦

8、焊（KD7#-7&%A-7DL"’+7%(，简称KAL）是本文通过纯铝和J<1J铝合金的搅拌摩擦焊工艺世界先进材料连接技术中心英国焊接研究所（!$"实验，研究了在选用不同转速、焊接速度下，搅拌头和L"’+7%(5%,-7-@-"，!L5）于1001年发明的一项新型的焊接工艺参数对焊缝成形的影响，分析和讨论了搅拌"辽宁省科技攻关项目（J22/JJ22JV）·./0·工艺与检测!"#$%&’(’)*+&,"#-.摩擦焊焊缝组织形态及接头的力学性能。于搅拌针的直径。图1显示了搅拌摩擦焊搅