本文選題：鋁合金厚板 + 攪拌摩擦焊��； 參考：《江蘇科技大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：鋁合金厚板被廣泛應(yīng)用于國防工業(yè),但采用傳統(tǒng)熔焊方法焊接鋁合金厚板時,容易產(chǎn)生未熔合的焊接缺陷,焊后接頭存在較大的殘余應(yīng)力,攪拌摩擦焊作為新型的固相連接技術(shù),特別適用于鋁合金的焊接。本文針對鋁合金厚板進行攪拌摩擦焊試驗,采用OM、SEM、EDS等手段對焊后接頭微觀組織進行分析,通過分層拉伸以及顯微硬度試驗評定接頭的力學(xué)性能,并研究了焊接參數(shù)對接頭組織和性能的影響,最后在試驗的基礎(chǔ)上利用ANSYS軟件對攪拌摩擦焊過程的溫度場進行了模擬。研究結(jié)果表明,由于板厚方向上存在較大溫度梯度,焊核區(qū)被分為上部焊核區(qū)、中部焊核區(qū)和下部焊核區(qū),在后退側(cè)的下部焊核區(qū)晶粒大小不一,組織不均勻,接頭中存在片狀的θ(Al2Cu)強化相和棒狀的S(Al2CuMg)強化相,其中在焊核區(qū)部分θ相發(fā)生溶解,細小的S相彌散分布在晶界,熱機械影響區(qū)的強化相表現(xiàn)出一定的方向性,熱影響區(qū)中的強化相發(fā)生粗化現(xiàn)象。分層拉伸結(jié)果顯示上層接頭強度最高,為348MPa,為母材強度的76.5%,下層接頭的強度值最低,上、中層接頭斷裂在后退側(cè)焊核區(qū)與熱機械影響區(qū)分界處,下層接頭斷裂在后退側(cè)下部焊核區(qū),橫截面上顯微硬度分布呈“W”形狀,焊核區(qū)硬度值最高,熱影響區(qū)最低,厚度方向上硬度值分布為上高下底。隨著旋轉(zhuǎn)速度的增加,焊接熱輸入增加,基體相和強化相均有長大趨勢,當(dāng)轉(zhuǎn)速為1000rpm時,焊縫表面過燒造成起皮并產(chǎn)生大量飛邊,在焊核區(qū)出現(xiàn)粗大組織和孔洞缺陷,上、中層接頭的抗拉強度隨著轉(zhuǎn)速的增加而下降,下層接頭的抗拉強度隨著轉(zhuǎn)速的增加而上升。隨著焊接速度的減小,焊接熱輸入減小,晶粒發(fā)生了細化,當(dāng)焊速為200mm/min時,在焊縫表面前進側(cè)出現(xiàn)了溝槽缺陷,上層接頭的抗拉強度隨著焊速的增加先增大后減小,中層接頭的抗拉強度逐漸增大,下層接頭的抗拉強度逐漸減小。模擬結(jié)果顯示,攪拌摩擦焊過程中峰值溫度低于材料熔點,攪拌頭前方溫度梯度較大,后方溫度梯度較小,垂直焊縫方向上峰值溫度隨著到中心線距離的增大而減小,焊縫厚度方向上峰值溫度由上到下逐漸減小,轉(zhuǎn)速的增加、焊速的減小均提高焊接熱輸入,峰值溫度升高。
[Abstract]:This paper analyzes the microstructure of welded joints by means of OM , SEM , EDS and so on . The tensile strength of the upper joint decreases with the increase of welding speed . The tensile strength of the middle joint is gradually increased , and the tensile strength of the lower joint is gradually decreased . The simulation results show that the peak temperature in the stirring friction welding process is lower than the melting point of the material , the temperature gradient in the front of the stirring head is larger , the temperature gradient in the vertical weld seam is smaller , the peak temperature in the direction of the vertical weld seam decreases from top to bottom , the rotation speed is increased , the welding speed is reduced , and the welding heat input is increased , and the peak temperature is increased .

【學(xué)位授予單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG453.9

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本文編號：1829904