【摘要】：6082鋁合金具有中等的強(qiáng)度、沖擊韌性高、可焊性好等特點(diǎn),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(chē)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(mǎn)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(dú)特優(yōu)勢(shì)。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(jià)值。本文針對(duì)84mm厚6082鋁合金板材進(jìn)行FSW雙面對(duì)接試驗(yàn),重點(diǎn)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(diǎn),以及焊接工藝參數(shù)、熱處理工藝對(duì)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(diǎn)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(jī)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�；�?cè)龃?內(nèi)部存在大量位錯(cuò)和少量點(diǎn)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(xiàn)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(qiáng)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(qiáng)度為209 MPa,中心層強(qiáng)度為180 MPa,隨厚度的增加接頭抗拉強(qiáng)度下降。接頭各層試樣斷裂位置均發(fā)生在前進(jìn)側(cè)熱機(jī)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A(yíng)TMAZ,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(qiáng)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(qiáng)度下降。焊前人工時(shí)效使TMAZ寬度減小,WNZ、HAZ晶粒尺寸增大。焊前人工時(shí)效接頭在表面層以及次表層硬度硬度變化趨勢(shì)與自然時(shí)效相同,但硬度升高。而在中心層,焊前經(jīng)人工時(shí)效后接頭硬度曲線(xiàn)呈“V”型,但與自然時(shí)效時(shí)的硬度最低值基本相等。焊前人工時(shí)效與自然時(shí)效兩種熱處理?xiàng)l件下FSW接頭抗拉強(qiáng)度基本相等,焊前人工時(shí)效對(duì)提高焊縫質(zhì)量無(wú)明顯作用。焊后人工時(shí)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(shí)效,表層與近表層強(qiáng)度提升,中心層強(qiáng)度值無(wú)明顯變化,整體上對(duì)接頭強(qiáng)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(guò)自然時(shí)效再人工時(shí)效后，所有自然時(shí)效形成的 Mg-Si 共同全部回溶到基體中，這是因?yàn)榇慊鹂瘴唤档偷饺斯r(shí)效時(shí)的平衡濃度，抑制了人效的析出動(dòng)力。GP 區(qū)與 Mg-Si 共同團(tuán)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(duì)較大，因此在 TEM 下能觀(guān)察到相應(yīng)的應(yīng)襯度，如圖 1.1（b）。

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

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2639780