【摘要】：摩擦焊作為一種固相連接工藝,以其優(yōu)質(zhì)、高效、精密、節(jié)能的特點(diǎn),廣泛應(yīng)用在航空航天、核工業(yè)、海洋開(kāi)發(fā)等領(lǐng)域及軌道交通、汽車制造、石油鉆探、機(jī)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(shì)。對(duì)于導(dǎo)電鋁合金的連接,既要考慮強(qiáng)度又要保證電導(dǎo)率,摩擦焊應(yīng)用于導(dǎo)電鋁合金的連接具有很大的優(yōu)勢(shì)。本文以導(dǎo)電鋁合金6063-T6鋁合金為研究對(duì)象,進(jìn)行了旋轉(zhuǎn)摩擦焊試驗(yàn),分析了摩擦壓力、摩擦?xí)r間及頂鍛壓力對(duì)接頭組織結(jié)構(gòu)、析出相、顯微硬度、拉伸強(qiáng)度、導(dǎo)電性能及耐腐蝕性的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明,6063-T6鋁合金旋轉(zhuǎn)摩擦焊焊核區(qū)均為細(xì)小等軸晶粒;熱影響區(qū)晶粒發(fā)生二次長(zhǎng)大;熱機(jī)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(zhǎng)晶粒清晰可見(jiàn)。在摩擦壓力為40-60MPa時(shí),摩擦?xí)r間為5-7s時(shí),頂鍛壓力為60-90MPa時(shí),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(jié)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(qiáng)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(zhuǎn)變。隨著摩擦熱輸入的增加,焊核區(qū)中的β相也開(kāi)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(guò)飽和固溶體。焊核區(qū)通過(guò)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶形成細(xì)小等軸晶,6063鋁合金中主要的強(qiáng)化相β"相基本消失,主要強(qiáng)化方式是細(xì)晶強(qiáng)化、固溶強(qiáng)化等,晶粒尺寸主要受摩擦壓力和時(shí)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(shí),摩擦壓力60MPa,摩擦?xí)r間7s時(shí)獲得強(qiáng)度最高的接頭,強(qiáng)度為165.7Mpa,為母材強(qiáng)度的74.4%。焊接接頭的電導(dǎo)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(duì)電子散射的影響,提高了接頭導(dǎo)電性能。在頂鍛壓力120MPa,摩擦壓力60MPa,摩擦?xí)r間7s時(shí),獲得電導(dǎo)率最高的焊接接頭,電導(dǎo)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(jī)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(yàn)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?xí)r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(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TG453.9
【圖文】：

．１旋轉(zhuǎn)摩擦焊的原理及過(guò)程逡逑摩擦焊焊接過(guò)朽卜般劃分為兒個(gè)基本過(guò)稅，如⑷１邋－２（ａ）所示，閣ｂ為旋較逡逑焊焊接過(guò)程中主要參量隨時(shí)間的變化規(guī)律。逡逑嘩擦焊的基本設(shè)刊！足利川叫個(gè)Ｔ件相４：接觸，兌服Ｋ相對(duì)運(yùn)動(dòng)的]挷磷枇�，辶x希杭齬Γ３鄭丶嗷ピ碩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(hào)：2803058