高强铝合金的搅拌摩擦焊工艺参数研究.pdf

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1、《热加工工艺》2013年3月第42卷第5期高强铝合金的搅拌摩擦焊工艺参数研究夏罗生(张家界航空工业职业技术学院，湖南张家界427000)摘要：采用搅拌摩擦焊方法对7022铝合金进行了焊接试验。试验结果表明：n／v值的大小体现了搅拌头旋转速度与焊接速度的匹配程度，反映了焊接单位长度焊缝所产生的热量多少和搅拌头的搅拌次数，直接反映其焊缝性能的优劣。当n／v=4时，二者的匹配程度最高，焊缝抗拉强度及屈服强度各自为母材的102．5％、99．10％，焊核区微观组织为形状均匀、粒度细小而致密的等轴再结晶晶粒，焊缝性能达到最佳状态；当值在3～5变化时，其焊缝性能良好。关键词：搅拌摩

2、擦焊；7022铝合金；n／v值；微观组织；力学性能中图分类号：TG453文献标识码：A文章编号：1001．3814(2013)050155．03StudyonFSWProcessParametersofHighStrengthAluminumAlloyXLLuosheng(ZangiiajieInstituteofAeronauticalEngineering，Zhangjiajie427000，China)Abstract：Thefriction-stir-weldingof7022high-strengthaluminumplatewascompleted．The

3、experimentresultsshowthatthevalueofthen／vembodiesthemixingheadrotationspeedandweldingspeedmatchingdegree，whichcanreflecttheweldingunitlengthweldheatgeneratedbythenumberandmixingheadagitationfrequency，directlyreflecttheperformanceoffrictionstirweldquality．Whenn／v=4，thematchingdegreeishig

4、hest，theweldtensiles~engthandyieldstrengthofthematrixmetalisrespectively102．5％，99．10％．Themicrostructureofweldingnuclearzoneisuniformshape，particlesizeinsmallandcompactandshaftrecrystallizationgrain，theweldseanlperformanceCanachievethebestcondition；whenn／vvalueisin3-5，theweldseamperforma

5、nceisgood．Keywords：FSW；7022A1alloy；n／vvalue；microstructure；mechanicalproperties航空工业是国防工业的基石．航空工业的快速装甲车、高速动车、大型舰船等结构件的制造，并产发展取决于好的航空材料及先进制造技术。好的航生了显著的经济效益[4-7]。空材料应具有密度低、比强度高等优点。7022航空国内对7022合金FSW的工艺参数研究还很高强铝合金密度仅为钢的1／3、比强度超过高强度少。本文通过对该材料进行FSW试验．初步研究搅钢、比模量接近于高强度钢，若采用热处理强化技术拌头旋转速度n与焊接速度的比

6、值n／v对FSW还可显著提高其强度．因此常被用作飞机结构框架焊接接头的微观组织和力学性能的影响。零件材料以减轻飞机的重量[1．3】。1试验材料与方法国内飞机结构件常用铆接方法来连接。存在噪声大、工作量大等缺陷。随着对飞机性能要求的提试验材料为200mm×100mill×10mnl的7022高，铆接的局限性将越发显现。搅拌摩擦焊(FSW)技铝合金轧制板材，热处理状态为T6，其O'b=598MPa，术是一种新的固相连接技术。成功解决了低熔点合o02~530MPa，6=7．14％。金焊接难题，具有无飞溅、无烟尘、无需添加焊丝及采用自制龙门搅拌摩擦焊设备对7022铝合金保护气

7、体、节省能源、对环境污染小、焊后残余应力进行单道对接搅拌摩擦焊接。在顶锻压力、工艺倾及变形小、焊接接头性能好等优点，是一项可持续发角、材料厚度等相同的情况下，通过改变搅拌头旋转展的绿色环保清洁战略技术。已成功应用于飞机、速度n与焊接速度／3的比值n)来进行FSW试验。并对焊接接头的性能和微观组织进行对比分析，以收稿日期：2012—10—29寻找搅拌头旋转速度与焊接速度的最佳匹配值。焊基金项目：湖南省教育厅自然科学研究项目(1IC1290)；院级科研基金接时，工艺倾角取3。、搅拌头轴肩直径为30mm，搅资助项目(ZHKT2012018、棒针直径为10m