在不同回填時間、插入時間、插入深度、旋轉速度下對1.5mm厚7B04-T6鋁合金板進行回填式無匙孔攪拌摩擦點焊,對接頭進行拉-拉疲勞試驗,研究了焊接工藝參數(shù)對接頭疲勞性能的影響。結果表明:不同焊接工藝下接頭均分為焊核區(qū)、熱機影響區(qū)、熱影響區(qū)和母材,在熱機影響區(qū)的兩板結合區(qū)存在鉤狀缺陷;焊接工藝參數(shù)對接頭疲勞壽命的影響程度從弱到強的順序為回填時間、插入時間、插入深度、旋轉速度;在旋轉速度為2 500r·min^-1,回填時間為2s,插入深度為1.9mm,插入時間為3s下,接頭的疲勞壽命最高,可達211 919周次,疲勞裂紋萌生于兩板結合區(qū)的鉤狀缺陷處。 

【文章來源】：機械工程材料. 2020,44(07)北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【圖文】：

RFSSW過程示意

以焊點為中心，在平行于板寬方向截取金相試樣，經(jīng)磨制、拋光，用Keller試劑腐蝕后，采用Olympus GX51型光學顯微鏡觀察截面顯微組織。按照GB/T 15111-1994，以焊點為中心截取如圖2所示的疲勞試樣，采用MTS 810型疲勞試驗機在室溫環(huán)境中進行拉-拉疲勞試驗，應力比為0.1，加載方式為正弦波，最大和最小載荷分別為1.909,0.191kN，頻率為10Hz，測試在相同載荷水平下的疲勞壽命。用FEI-QUANTA600型掃描電子顯微鏡（SEM）觀察疲勞斷口形貌。2 試驗結果與討論

由于不同焊接工藝下接頭不同區(qū)域的顯微組織相似，因此以2#工藝下的接頭為例進行分析。由圖3可知：接頭分為焊核區(qū)（NZ）、熱機影響區(qū)（TMAZ）、熱影響區(qū)（HAZ）和母材（BM）。母材具有典型的軋制態(tài)組織特征，晶粒沿著軋制方向拉長，呈板條狀；熱影響區(qū)的晶粒形貌與母材的相似，尺寸略大于母材的；在機械和熱輸入的雙重作用下，熱機影響區(qū)的晶粒扭曲變形；在攪拌針和攪拌套的攪拌作用下，焊核區(qū)晶粒破碎，發(fā)生動態(tài)再結晶形成較均勻細小的等軸晶粒。在熱機影響區(qū)的兩板結合區(qū)存在鉤狀缺陷，如圖3(b）和圖3(c）所示，該鉤狀缺陷屬于RFSSW的固有缺陷，是由于焊接過程中攪拌套插入板內(nèi)，導致兩板結合面向上彎曲而形成的。該缺陷無法通過改變工藝參數(shù)等方法徹底消除，但可通過改進工藝來改善，從而提高接頭的連接性能[10]。2.2 疲勞壽命

【參考文獻】：
期刊論文
[1]攪拌頭停留時間對6082鋁合金攪拌摩擦點焊接頭組織和力學性能的影響[J]. 蔡月華,張克梁,張大童,張文.  輕合金加工技術. 2017(06)
[2]6061-T6鋁合金回填式攪拌摩擦點焊疲勞性能分析[J]. 朱小剛,王聯(lián)鳳,喬鳳斌,郭立杰.  焊接學報. 2014(04)
[3]Al-Mg合金填充式攪拌摩擦點焊性能[J]. 王聯(lián)鳳,朱小剛,喬鳳斌,郭立杰.  焊接學報. 2014(02)
[4]鋁合金回填式攪拌摩擦點焊組織及力學性能分析[J]. 申志康,楊新岐,張照華,尹玉環(huán).  焊接學報. 2013(06)
[5]攪拌摩擦點焊在航空領域的應用[J]. 張健,董春林,李光,欒國紅.  航空制造技術. 2009(16)
[6]工藝參數(shù)對復合攪拌摩擦點焊接頭力學性能的影響[J]. 嚴鏗,馮杏梅,趙勇,曹亮.  焊接學報. 2008(06)



本文編號：2970115