高锌铝合金搅拌摩擦焊接头组织和性能-论文.pdf

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1、HotWorkingTechnology2014，Vo1．43，No．17高锌铝合金搅拌摩擦焊接头组织和性能张飞，苏学宽，陈子勇(北京工业大学材料科学与_T-程学院，北京100124)摘要：采用不同焊接工艺参数对61／1111厚稀土Er微合金化的高Zn铝合金进行了搅拌摩擦焊试验，研究了不同焊接速度对焊缝各区域组织和力学性能的影响。结果表明：焊核区晶粒尺寸随焊接速度的增加而逐渐减小；热影响区和热机影响区交界处硬度值最低，是焊接接头的薄弱环节。焊接接头存在异常的大梯度组织变化，在三种焊接速度下获得的焊接接头强度损失均较为严重，当搅拌头转

2、速为350r／min、焊接速度为50mm／min时，抗拉强度和伸长率分别为459MPa和9．4％．伸长率比母材横向增加96％，断口分析表明为韧性断裂。关键词：高锌铝合金；搅拌摩擦焊；微观组织；力学性能中图分类号：TG453+．9文献标识码：A文章编号：1001．3814(2014)17．0054-04MicrostructureandMechanicalPropertiesofFrictionStirWeldedJointsofAluminumalloywithHighZnContentZHANGFei，SUXuekuan，CHEN

3、Ziyong(SchoolofMaterialsScienceandEngineering，BeijingUniversityofTechnology，Beijing100124，China)Abstract：6mmthickaluminumalloywithhighZncontentandErmicroalloyingwasfrictionstirweldedunderdiferentweldingparameters，theefectofweldingspeedonthemicrostructureandmechanicalpr

4、opertieswasinvestigated．Theresultsshowthatthenuggetzonesgrainsizedecreaseswithincreasingweldingspeed，thelowesthardnessappearsintransitionzonebetweentheadvancingsidethermo-mechanicallyafectedzoneandheatafectedzone，whichistheweaklinkoftheweldedjoints．Thereisunusuallargeg

5、radientvariationonthemicrostructureandthestrengthoftheweldedjointslossseriously．Thejointweldedat350rpm·50mm／minhastheultimatetensilestrengthof459MPaandtheelongationof9．4％．improvedby96％overthebasemetal，whichpresentstheductilefracturebyfractureanalysis．Keywords：highZnalu

6、minumalloy；frictionstirwelding；microstructure；mechanicalproperties搅拌摩擦焊(FSW)技术是英国剑桥焊接研究所型合金的实验研究和工程应用提供理论基础和依据。(TWI)在1991年发明的一种新型固相连接技术[1J．1试验材料与方法与传统的熔化焊接方法相比，其焊接接头具有晶粒细小、力学性能良好、焊接后残余应力和变形小等优采用常规铸造，根据课题组前期研究结果[4]，采点[2]。AI．Zn．Mg．Cu系高强铝合金作为重要的轻金属用400℃／4h+470℃／30h双级均匀化退火

7、，切头铣面结构材料，已普遍应用于航空航天、城市地铁、轻型后进行挤压(挤压比为l7．7：1)，然后采用470℃／3h汽车和船舶等交通工具【3]。聂祚仁等人【4]发明的稀土固溶和120℃／20h人工时效处理，得到6mm厚板Er微合金化的高Zn超高强A1．Zn．Mg—Cu合金，不材。试验用焊板尺寸为200mmx60mmx6rnnl，其化仅具有高的强度而且具有良好的塑性和断裂韧性，学成分见表l；力学性能：平行于板材挤压方向(纵具有广阔的发展和应用前景。)Rm726MPa、ReL=697MPa、A=10．1％，垂直于板材目前国内外研究者对于7

8、XXX铝合金FSW接挤压方向(横向)Rm=656MPa、RoL=638MPa、A：头组织和性能已经有部分研究。但对于含Er高Zn4．8％表1试验合金名义成分(质量分数，％)超高强铝合金的FSW尚未见报道。本文以Tab．1Nominal