本文關(guān)鍵詞：6082-T6鋁合金攪拌摩擦焊接頭微觀組織及力學(xué)性能的研究　出處：《吉林大學(xué)》2015年碩士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 6082-T6鋁合金 攪拌摩擦焊 微觀組織 力學(xué)性能

【摘要】：6082-T6鋁合金具有較高的比強(qiáng)度、優(yōu)異的耐蝕性和擠壓性能,被廣泛應(yīng)用于軌道車(chē)輛生產(chǎn)領(lǐng)域。鋁合金熔化焊存在的主要問(wèn)題是易產(chǎn)生氣孔、熱裂紋,且接頭強(qiáng)度降低。攪拌摩擦焊(FSW)是一種新的固相連接方法,有利于解決鋁合金熔化焊存在的問(wèn)題。但目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于6082-T6鋁合金中厚板FSW的研究相對(duì)較少。因此,本文主要針對(duì)10mm厚6082-T6鋁合金板進(jìn)行了FSW試驗(yàn),系統(tǒng)地研究了FSW接頭的溫度場(chǎng)、組織演變、力學(xué)性能特點(diǎn)及焊接工藝參數(shù)的影響規(guī)律,并且在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上建立了攪拌摩擦焊過(guò)程的熱源模型,利用ANSYS軟件對(duì)焊接過(guò)程動(dòng)態(tài)溫度場(chǎng)進(jìn)行了模擬,并對(duì)比分析了實(shí)測(cè)與模擬預(yù)測(cè)的結(jié)果。 研究結(jié)果表明,距離焊縫中心線越近,焊接熱循環(huán)峰值溫度越高,對(duì)接頭微觀組織及力學(xué)性能的影響越加明顯。6082-T6鋁合金FSW接頭包括：焊核區(qū)(NZ)、熱機(jī)影響區(qū)(TMAZ)、熱影響區(qū)(HAZ)和母材區(qū)(BM)。母材區(qū)的微觀組織主要由α-Al和β"(Mg5Si6)相組成；焊核區(qū)主要為細(xì)小α-Al等軸晶,并存在點(diǎn)狀的GP區(qū)；熱機(jī)械影響區(qū)中的晶粒呈現(xiàn)被拉長(zhǎng)的畸變特征,并產(chǎn)生高密度的位錯(cuò),這些位錯(cuò)的存在提高了該區(qū)的硬度；熱影響區(qū)的晶粒明顯粗化,原始的β”相在焊接過(guò)程中轉(zhuǎn)變?yōu)棣隆�。顯微硬度測(cè)量結(jié)果表明,FSW接頭橫向硬度分布近似為W型,最低硬度值出現(xiàn)在前進(jìn)側(cè)緊鄰TMAZ的HAZ。NZ上部的硬度高于NZ下部的硬度。接頭的顯微硬度值在焊縫中心兩側(cè)的分布趨勢(shì)基本對(duì)稱(chēng),但后退側(cè)的顯微硬度值高于前進(jìn)側(cè)。拉伸試驗(yàn)結(jié)果表明,FSW接頭的抗拉強(qiáng)度達(dá)到母材強(qiáng)度的70%以上,接頭斷裂主要發(fā)生在前進(jìn)側(cè)緊鄰TMAZ的HAZ。 研究發(fā)現(xiàn),FSW過(guò)程中的焊接速度和旋轉(zhuǎn)速度對(duì)接頭溫度場(chǎng)、組織演變及力學(xué)性能具有一定的影響。隨著焊接速度的降低或者旋轉(zhuǎn)速度的增加,焊接熱輸入增加,焊核區(qū)、熱機(jī)械影響區(qū)和熱影響區(qū)的晶粒粗化,緊鄰TMAZ的HAZ硬度有降低的趨勢(shì)。在本試驗(yàn)條件下,適當(dāng)增加焊接速度、降低旋轉(zhuǎn)速度有利于改善接頭的力學(xué)性能。 采用ANSYS有限元模擬軟件對(duì)FSW接頭溫度場(chǎng)進(jìn)行了模擬分析。模擬得到的焊接熱循環(huán)曲線與實(shí)測(cè)熱循環(huán)曲線基本吻合。本研究結(jié)果為優(yōu)化FSW參數(shù)改善接頭力學(xué)性能提供了必要的理論依據(jù)和試驗(yàn)數(shù)據(jù)。
[Abstract]:6082 - T6 aluminum alloy has high specific strength , excellent corrosion resistance and extrusion performance , and is widely used in the field of rail vehicle production . The main problems existing in the melting welding of aluminum alloy are easy to generate air holes , hot cracks and lower joint strength . The results show that the closer the center line of the weld seam , the higher the peak temperature of the welding heat cycle , the more obvious the effect of the welding heat cycle peak temperature on the microstructure and mechanical properties of the joint . The microstructure of the HAZ is mainly composed of 偽 - Al and 尾 " ( Mg5Si6 ) . The microhardness of the HAZ is higher than that of the lower part of NZ . The microhardness of the joint is higher than that of the lower part of NZ . The tensile test results show that the tensile strength of the FSW joint reaches over 70 % of the strength of the base material . The fracture of the joint mainly occurs in HAZ of the forward side close to TMAZ . It is found that the welding speed and the rotating speed in the FSW process have some influence on the temperature field , microstructure evolution and mechanical properties of the joint . As the welding speed decreases or the rotation speed increases , the welding heat input increases , the HAZ hardness of the welding nuclear area , the thermal mechanical influence area and the heat affected zone is reduced . Under the condition of this test , the welding speed is increased properly , and the rotating speed is reduced to improve the mechanical property of the joint . The temperature field of FSW joints is simulated by ANSYS finite element simulation software . The simulated welding thermal cycling curve is basically in agreement with the measured thermal cycling curve . The results of this study provide the necessary theoretical basis and experimental data for optimizing the mechanical properties of FSW parameters .

【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TG453.9

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前9條

1 傅志紅,黃明輝,周鵬展,賀地求;攪拌摩擦焊及其研究現(xiàn)狀[J];焊接;2002年11期

2 張華,林三寶,吳林,馮吉才,欒國(guó)紅;攪拌摩擦焊研究進(jìn)展及前景展望[J];焊接學(xué)報(bào);2003年03期

3 黃永憲;韓冰;呂世雄;馮吉才;冷勁松;陳曉波;;基于固態(tài)連接原理的填充式攪拌摩擦焊匙孔修復(fù)技術(shù)[J];焊接學(xué)報(bào);2012年03期

4 欒國(guó)紅,郭德倫,張?zhí)飩}(cāng),孫成彬;鋁合金的攪拌摩擦焊[J];焊接技術(shù);2003年01期

5 鄒景霞,潘青林,彭志輝;Al-Mg-Si-Mn-Cr合金的顯微組織與拉伸性能[J];輕合金加工技術(shù);2001年05期

6 李寶華;陳瑩;唐眾民;鄢江武;;攪拌摩擦焊收焊匙孔填補(bǔ)的研究[J];熱加工工藝;2010年23期

7 杜鵬;閆曉東;李彥利;沈健;;6061鋁合金中富鐵相在均勻化過(guò)程中的相變機(jī)理[J];中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào);2011年05期

8 李博;沈以赴;胡偉葉;;伸縮式攪拌頭厚鋁板攪拌摩擦焊缺陷及其補(bǔ)焊工藝[J];中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào);2012年01期

9 張建新;高愛(ài)華;陳昊;;合金元素對(duì)Al-Mg-Si系鋁合金組織及性能的影響[J];鑄造技術(shù);2007年03期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 許曉嫦;強(qiáng)變形誘導(dǎo)鋁合金析出相低溫回溶現(xiàn)象及應(yīng)用基礎(chǔ)研究[D];中南大學(xué);2008年

，

本文編號(hào)：1359595