【摘要】：6082鋁合金具有中等的強度、沖擊韌性高、可焊性好等特點,在工業(yè)領(lǐng)域得到普遍應(yīng)用。近年大厚板鋁合金在軌道客車上的應(yīng)用在迅速增加,但采用傳統(tǒng)的弧焊技術(shù)已難以滿足技術(shù)和質(zhì)量要求。攪拌摩擦焊(FSW)是一種固相連接方法,在厚板鋁合金連接方面具有獨特優(yōu)勢。因此,研究84mm超厚板6082鋁合金FSW接頭組織及性能有重要意義和使用價值。本文針對84mm厚6082鋁合金板材進行FSW雙面對接試驗,重點研究厚板FSW接頭各區(qū)域沿厚度方向上的組織結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能特點,以及焊接工藝參數(shù)、熱處理工藝對FSW接頭組織和力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明,焊核區(qū)(WNZ)為等軸晶結(jié)構(gòu),析出相為點狀GP區(qū)。隨著厚度的增加晶粒尺寸減小、GP區(qū)分布集中且尺寸增大;熱機械影響區(qū)(TMAZ)晶粒同樣演變?yōu)榈容S晶結(jié)構(gòu),隨厚度的增加,晶粒畸變增大,內(nèi)部存在大量位錯和少量點狀GP區(qū);熱影響區(qū)(HAZ)晶粒組織隨厚度的增加,再結(jié)晶程度逐漸降低,主要沉淀相為黑色棒狀β′相。FSW接頭中心層硬度呈“V”型分布,接頭正反表面及近表面硬度曲線均呈“W”型分布,焊縫硬度最小值出現(xiàn)在兩次焊接的重疊區(qū)域,強化元素未充分固溶是硬度下降的主要原因;FSW接頭拉伸結(jié)果表明,表層抗拉強度為209 MPa,中心層強度為180 MPa,隨厚度的增加接頭抗拉強度下降。接頭各層試樣斷裂位置均發(fā)生在前進側(cè)熱機械影響區(qū)(ATMZA)與HAZ交匯處;FSW接頭疲勞循環(huán)次數(shù)隨載荷減小而增加,疲勞斷裂主要發(fā)生于ATMAZ,第二相粒子剝離是接頭ATMAZ疲勞性能下降的主要原因。研究表明,隨焊接速度的增加,TMAZ寬度變窄、WNZ晶粒尺寸變小、HAZ再結(jié)晶程度降低。此外,接頭硬度值、抗拉強度隨焊速的增加而降低;隨攪拌頭旋轉(zhuǎn)速度的增加,WNZ、HAZ晶粒發(fā)生粗化、TMAZ寬度增加,導(dǎo)致接頭硬度、接頭抗拉強度下降。焊前人工時效使TMAZ寬度減小,WNZ、HAZ晶粒尺寸增大。焊前人工時效接頭在表面層以及次表層硬度硬度變化趨勢與自然時效相同,但硬度升高。而在中心層,焊前經(jīng)人工時效后接頭硬度曲線呈“V”型,但與自然時效時的硬度最低值基本相等。焊前人工時效與自然時效兩種熱處理條件下FSW接頭抗拉強度基本相等,焊前人工時效對提高焊縫質(zhì)量無明顯作用。焊后人工時效后WNZ晶粒尺寸增大,接頭表層硬度提高而中心層WNZ下降。FSW接頭焊后經(jīng)人工時效,表層與近表層強度提升,中心層強度值無明顯變化,整體上對接頭強度的提升有一定作用。
【圖文】：

第 1 章 緒 論的影響，研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)過自然時效再人工時效后，所有自然時效形成的 Mg-Si 共同全部回溶到基體中，這是因為淬火空位降低到人工時效時的平衡濃度，抑制了人效的析出動力。GP 區(qū)與 Mg-Si 共同團簇在本質(zhì)上是一致的，唯一的區(qū)別在于溶質(zhì)原子的數(shù)量度。GP 區(qū)溶質(zhì)原子濃度高、尺寸相對較大，因此在 TEM 下能觀察到相應(yīng)的應(yīng)襯度，如圖 1.1（b）。

第 1 章 緒 論過不斷消耗 β'相長大，最后沿{100} 析出。β 具有面心立方（CaF2型）結(jié)構(gòu)，其點陣參數(shù)為除 Mg2Si 析出相外，還存在粗大的富鐵相。相熔點很高，F(xiàn)SW 過程中難以使其溶解。的顆粒，但含量百分比沒有發(fā)生變化。
【學(xué)位授予單位】：長春工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TG453.9

【參考文獻】

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本文編號：2639780