目前,攪拌摩擦搭接結構件被廣泛應用于交通運輸、航空航天、軍事等領域。然而,由于搭接結構件在實際服役過程中不可避免的承受循環(huán)載荷,影響了工件的使用壽命,所以對搭接接頭疲勞性能進行評定至關重要。本文通過攪拌摩擦搭接焊（Friction stir lap welding,FSLW）實驗,得到宏觀表面和內部組織均無缺陷的鋁鎂搭接接頭。采用光學顯微鏡、掃描電鏡和電子背散射電子衍射等分析方法對鋁鎂異種金屬搭接接頭的組織形貌、金屬間化合物、微觀織構及平均Schmid因子等微觀組織進行了表征,并對搭接接頭的顯微硬度、剪切性能、疲勞性能和疲勞裂紋擴展過程進行了測試與評價。本文得到的主要結論如下:在FSLW過程中,在攪拌針的攪拌與軸肩的擠壓作用下,AZ31鎂合金平均晶粒尺寸由32μm細化到8μm;7055鋁合金平均晶粒尺寸由28μm細化到2μm。在搭接界面處可以觀察到金屬間化合物如Mg₁₇Al₁₂、Al₃Mg₂、Al₂Cu等的分布。鎂合金側微觀織構產生了顯著地各向異性,極密度增強。鋁合金側微觀織構... 

【文章來源】：西安建筑科技大學陜西省

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

Mg-Al系二元相圖[17]

西安建筑科技大學碩士學位論文4通過上述分析可知，雖然鋁鎂金屬連接有很多優(yōu)點，然而，采用傳統(tǒng)的焊接方法，不可避免地會產生脆性金屬間化合物Mg17Al12和Al3Mg2。因此鋁-鎂金屬的連接強度顯著惡化。因此需要采用一種新的焊接方法來實現(xiàn)鋁鎂金屬的連接，從而促進鋁鎂金屬在工業(yè)領域的廣泛使用。1.3攪拌摩擦焊攪拌摩擦焊（Frictionstirwelding,FSW）是由英國焊接學會1991年發(fā)明的一種固相焊接技術[28]。在FSW實驗之前，將待焊接的工件固定，并且將具有攪拌針和軸肩的非消耗工具高速旋轉插入工件中，當軸肩與工件表面接觸時，由工件和攪拌工具之間的摩擦產生的熱量使金屬材料處于熱塑性狀態(tài)。攪拌工具沿預定的方向運行以完成焊接過程[29]。攪拌頭的一個很重要的特征是：攪拌針位于攪拌頭的底部，其長度略小于板的厚度。在該過程中產生的熱量通過旋轉工具和工件材料的塑性變形來實現(xiàn)。這種局部加熱使工件在達到塑性變形之前軟化，焊接工具的旋轉與移動使得軟化的金屬從攪拌頭的前端移動到后端，在這個過程中，一個固相的焊接接頭產生。FSW過程示意圖如圖1.2所示[30]。圖1.2FSW原理示意圖[31]Fig.1.2TheschematicdiagramofFSW[31]在輕合金的焊接過程中，與其它焊接技術相比，F(xiàn)SW技術具有許多優(yōu)點，如表1.2所示：

西安建筑科技大學碩士學位論文6圖1.3FSLW原理示意圖[34]Fig.1.3TheschematicdiagramofFSLW[34]在FSLW工藝中，除了攪拌針驅動材料外，軸肩將AS材料帶動到RS，因此，AS材料流動模式與RS不同。在焊接過程中，上板和下板的重疊界面會在AS與RS中發(fā)生不同的彎曲變形，通常我們將AS與RS的搭接界面向上或向下彎曲的形貌稱為鉤狀缺陷（hook缺陷）[35,36]。通過研究發(fā)現(xiàn)，彎曲的搭接界面可以改變有效板厚（Effectivesheetthickness,EST）與有效連接寬度（Effectivelapwidth,ELW），其對搭接接頭的剪切性能有顯著地影響。EST是指hook缺陷距離上板的表面或下板表面的最小值[37]。ELW是指AS側hook起始端與RS側hook起始端的最小距離[38]。圖1.4FSLW鉤狀缺陷示意圖[39]Fig.1.4SchematicdiagramofFSLWjointhookdefect[39]1.4.2研究現(xiàn)狀目前，國內外學者通過選擇合適的焊接方法和優(yōu)化工藝來控制hook缺陷的形

【參考文獻】：
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本文編號：3586973