【摘要】：摩擦焊作為一種固相連接工藝,以其優(yōu)質、高效、精密、節(jié)能的特點,廣泛應用在航空航天、核工業(yè)、海洋開發(fā)等領域及軌道交通、汽車制造、石油鉆探、機械制造等產(chǎn)業(yè)部門,在鋁及其合金的焊接方面顯示出了巨大的優(yōu)勢。對于導電鋁合金的連接,既要考慮強度又要保證電導率,摩擦焊應用于導電鋁合金的連接具有很大的優(yōu)勢。本文以導電鋁合金6063-T6鋁合金為研究對象,進行了旋轉摩擦焊試驗,分析了摩擦壓力、摩擦時間及頂鍛壓力對接頭組織結構、析出相、顯微硬度、拉伸強度、導電性能及耐腐蝕性的影響。試驗結果表明,6063-T6鋁合金旋轉摩擦焊焊核區(qū)均為細小等軸晶粒;熱影響區(qū)晶粒發(fā)生二次長大;熱機影響區(qū)晶粒尺寸突變較為明顯,大塑性變形形成的被拉長晶粒清晰可見。在摩擦壓力為40-60MPa時,摩擦時間為5-7s時,頂鍛壓力為60-90MPa時,均可以獲得表面成形良好,飛邊成形較為均勻的焊接接頭。透射電鏡觀察的結果表明,在熱輸入較低的情況下,焊核區(qū)存在明顯的平衡相β相,并未觀察到β"、β'等析出強化相,意味著焊核區(qū)原有的析出相在摩擦熱作用下向平衡相轉變。隨著摩擦熱輸入的增加,焊核區(qū)中的β相也開始消失,意味著在大的塑形變形及高溫下,β相重新固溶入鋁基體形成過飽和固溶體。焊核區(qū)通過動態(tài)再結晶形成細小等軸晶,6063鋁合金中主要的強化相β"相基本消失,主要強化方式是細晶強化、固溶強化等,晶粒尺寸主要受摩擦壓力和時間的影響。焊接接頭的斷裂位置均發(fā)生在熱影響區(qū)硬度最低處,并且焊接接頭在斷裂位置處發(fā)生了明顯的縮頸,斷口較平整,焊接接頭斷口形式為以韌性斷裂為主的混合斷裂。在頂鍛壓力為90MPa時,摩擦壓力60MPa,摩擦時間7s時獲得強度最高的接頭,強度為165.7Mpa,為母材強度的74.4%。焊接接頭的電導率一般優(yōu)于母材,原因是固溶元素不斷析出生成析出相,降低了晶格畸變對電子散射的影響,提高了接頭導電性能。在頂鍛壓力120MPa,摩擦壓力60MPa,摩擦時間7s時,獲得電導率最高的焊接接頭,電導率50.64%IACS。焊接接頭硬度分布均呈現(xiàn)“W”型,在熱影響區(qū)近熱機影響區(qū)附近硬度最低,焊核區(qū)硬度較高但仍低于母材硬度。耐蝕性試驗表明,在室溫、除氧情況下的3.5%NaCl溶液中,焊核區(qū)未發(fā)生鈍化現(xiàn)象,30MPa摩擦壓力焊接接頭耐腐蝕性最好。摩擦時間5s的試樣耐蝕性最好,7s的最差。120MPa頂鍛壓力的試樣接頭耐蝕性最好,90MPa的最差。
【學位授予單位】：山東大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TG453.9
【圖文】：

．１旋轉摩擦焊的原理及過程逡逑摩擦焊焊接過朽卜般劃分為兒個基本過稅，如⑷１邋－２（ａ）所示，閣ｂ為旋較逡逑焊焊接過程中主要參量隨時間的變化規(guī)律。逡逑嘩擦焊的基本設刊！足利川叫個Ｔ件相４：接觸，兌服Ｋ相對運動的]挷磷枇�，辶x希杭齬�，保赤嵷件相互源T乃俁齲廡┧牡幕倒ψ骱附詠岷廈娌罰義先饒埽矗矗�。辶x

本文編號：2803058