【摘要】：攪拌摩擦焊(FSW)的發(fā)展很大程度促進(jìn)了鋁合金的廣泛應(yīng)用,因為鋁合金采用傳統(tǒng)的焊接方式容易出現(xiàn)熱裂紋、孔洞等焊接缺陷,很難進(jìn)行焊接。盡管經(jīng)過FSW焊后的焊縫具有較好的性能,但是不可避免的導(dǎo)致了組織結(jié)構(gòu)的差異,在惡劣的腐蝕環(huán)境下焊縫耐蝕性依然較差,一定程度制約了鋁合金的應(yīng)用。因此,對FSW焊縫腐蝕行為進(jìn)行深入研究具有重要意義。本文首先研究了7050-T76鋁合金FSW焊縫組織結(jié)構(gòu)與腐蝕行為間的聯(lián)系,然后考察了焊接參數(shù)和焊前母材狀態(tài)對焊縫腐蝕行為的影響,最后探討通過焊后熱處理改善FSW焊縫耐蝕性的可行性。采用絲束電極技術(shù)對7050-T76鋁合金FSW焊縫電偶腐蝕行為進(jìn)行了系統(tǒng)表征,并結(jié)合典型區(qū)域微觀組織結(jié)構(gòu)表征的結(jié)果分析了組分差異對電偶腐蝕的影響。基于絲束電極技術(shù)獲得了FSW焊縫腐蝕電位三維分布特征,結(jié)果表明:靠近熱機械影響區(qū)(TMAZ)的熱影響區(qū)(HAZ)電位較低、在焊縫腐蝕過程中作為陽極優(yōu)先腐蝕;此外,焊核區(qū)底部腐蝕電位較低,優(yōu)先腐蝕傾向顯著。浸泡實驗原位觀察表明,焊縫各區(qū)之間的宏觀電偶腐蝕較第二相/基體微觀電偶腐蝕更為顯著,是T76態(tài)母材焊縫(T76W)的主要腐蝕破壞形式。焊接轉(zhuǎn)速的變化未能引起焊縫微觀組織結(jié)構(gòu)及其腐蝕行為的明顯變化。母材熱處理狀態(tài)對焊縫的腐蝕行為影響顯著:與T76態(tài)母材焊縫(T76W)相比,固溶態(tài)母材焊縫(SSW)各區(qū)域間的電位差減小,各區(qū)域間的宏觀電偶腐蝕減弱,焊縫腐蝕較為均勻。焊后熱處理能顯著改善焊接接頭耐蝕性:與T76態(tài)母材焊縫相比,對固溶態(tài)母材焊縫進(jìn)行T76處理(SSW-T76)后,其焊縫各區(qū)域電位差減小,各區(qū)域間的宏觀電偶腐蝕效應(yīng)顯著降低。
【圖文】：

攪拌摩擦焊焊接原理示意圖

第 1 章 緒論3圖 1.1 攪拌摩擦焊焊接原理示意圖1.2.2 主要工藝參數(shù)攪拌頭旋轉(zhuǎn)速度、焊接速度、攪拌工具的軸向壓力（下壓量）、攪拌工具傾角和攪拌工具的形狀是 FSW 的主要工藝參數(shù)。這些參數(shù)主要是通過影響焊縫最高溫度、焊接方向力的大小和扭矩，從而改變焊縫組織結(jié)構(gòu)。在參數(shù)不當(dāng)?shù)那闆r下容易才出現(xiàn)飛邊、孔洞、溝槽和未焊透等焊接缺陷；所以，合理的選擇焊接工藝參數(shù)才會獲得良好的組織結(jié)構(gòu)，從而得到性能優(yōu)良的焊縫。（1）旋轉(zhuǎn)速度與焊接速度攪拌頭旋轉(zhuǎn)速度和焊接速度主要通過影響焊接熱輸入與塑性金屬流動狀態(tài)來改變焊縫組織結(jié)構(gòu)。當(dāng)轉(zhuǎn)速較高時，焊接熱輸入量較高，焊縫金屬過度軟化，易出現(xiàn)飛邊對焊接接頭美觀有影響；當(dāng)焊速較低時，產(chǎn)生的熱量較低，，焊縫金屬塑性流動不充分，焊縫底部再結(jié)晶程度低易出現(xiàn)未焊合及孔洞等焊接缺陷。當(dāng)焊接速度較高時，在焊接方向的容易出現(xiàn)較大的力，會使較少焊接工具的使用壽命，甚至?xí)䲟p壞工具；當(dāng)焊速較低時，會產(chǎn)生較大熱輸入量，同時也會影響焊接的效率。攪拌頭旋轉(zhuǎn)速度與焊接速度是兩個相互制約的工藝參數(shù)；高的轉(zhuǎn)速低的焊接速度將會使焊縫最高溫度升高。（2）攪拌工具傾角與軸向壓力傾角是攪拌工具軸肩相對于板材的角度。合理的傾角能保證焊接時焊縫處金屬有較好的流動性。一般焊接時都要求攪拌工具會有一定小角度的傾
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(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(xiàn)】

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1 欒國紅;付瑞東;董春林;何淼;康舉;;中性鹽霧下7075鋁合金攪拌摩擦焊焊縫的腐蝕行為[J];中國腐蝕與防護(hù)學(xué)報;2010年03期

2 王廷;朱丹陽;劉會杰;馮吉才;;7050-T7451鋁合金的攪拌摩擦焊接試驗分析[J];焊接學(xué)報;2009年08期

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1 向隆君;鋁合金攪拌摩擦焊焊縫組織及其力學(xué)性能研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2010年

本文編號：2703165