發(fā)布時間：2017-12-31 11:32

  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度、優(yōu)異的耐蝕性和擠壓性能,被廣泛應(yīng)用于軌道車輛生產(chǎn)領(lǐng)域。鋁合金熔化焊存在的主要問題是易產(chǎn)生氣孔、熱裂紋,且接頭強度降低。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題。但目前國內(nèi)外關(guān)于6082-T6鋁合金中厚板FSW的研究相對較少。因此,本文主要針對10mm厚6082-T6鋁合金板進行了FSW試驗,系統(tǒng)地研究了FSW接頭的溫度場、組織演變、力學(xué)性能特點及焊接工藝參數(shù)的影響規(guī)律,并且在試驗的基礎(chǔ)上建立了攪拌摩擦焊過程的熱源模型,利用ANSYS軟件對焊接過程動態(tài)溫度場進行了模擬,并對比分析了實測與模擬預(yù)測的結(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)主要為細小α-Al等軸晶,并存在點狀的GP區(qū)；熱機械影響區(qū)中的晶粒呈現(xiàn)被拉長的畸變特征,并產(chǎn)生高密度的位錯,這些位錯的存在提高了該區(qū)的硬度；熱影響區(qū)的晶粒明顯粗化,原始的β”相在焊接過程中轉(zhuǎn)變?yōu)棣隆�。顯微硬度測量結(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)的分布趨勢基本對稱,但后退側(cè)的顯微硬度值高于前進側(cè)。拉伸試驗結(jié)果表明,FSW接頭的抗拉強度達到母材強度的70%以上,接頭斷裂主要發(fā)生在前進側(cè)緊鄰TMAZ的HAZ。 研究發(fā)現(xiàn),FSW過程中的焊接速度和旋轉(zhuǎn)速度對接頭溫度場、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。在本試驗條件下,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FSW接頭溫度場進行了模擬分析。模擬得到的焊接熱循環(huán)曲線與實測熱循環(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)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG453.9

【參考文獻】

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本文編號：1359595