銅及銅合金的微連接可在航空技術(shù)、電子技術(shù)及能源技術(shù)等方面廣泛應(yīng)用,但材料的軟化溫度高、薄板焊縫區(qū)塑性金屬減少帶來的摩擦產(chǎn)熱減少、薄板比表面積增大帶來的傳熱速度快等問題,使得微攪拌摩擦焊接（Micro friction stir welding,μFSW）工藝過程易產(chǎn)生焊接缺陷而不利于接頭成形。以0.6mm厚的超薄板H62黃銅為研究對象,開展對接焊接試驗研究,深入研究不同工藝參數(shù)下接頭的微觀組織、力學(xué)性能及斷口形貌,進(jìn)而優(yōu)化工藝參數(shù);在此基礎(chǔ)上,分析該工藝過程中溫度、軸向力和橫向力的變化規(guī)律。研究表明:工藝優(yōu)化后的焊縫成形良好,接頭最大抗拉強度達(dá)370MPa,約母材（Basemetal,BM）的92.5%;焊縫處的熱影響區(qū)（Heataffectedzone,HAZ）、熱機影響區(qū)（Thermo-mechanically affected zone,TMAZ）、焊核區(qū)（Nugget zone,NZ）存在明顯的分界線,且NZ在橫向和縱向上晶粒形狀和尺寸存在不均勻性,NZ硬度最高約為155.4HV（約BM的119.5%）,斷裂失效易發(fā)生在硬度最小的位置（Advancingsideofthewel... 

【文章來源】：機械工程學(xué)報. 2020,56(12)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

μFSW測溫測力裝置

采用自制裝置對0.6 mm厚H62黃銅在μFSW過程中的溫度、軸向力及橫向力進(jìn)行測量(圖2)。由于焊縫區(qū)存在熱和力的作用，該區(qū)域會發(fā)生嚴(yán)重的塑性變形，導(dǎo)致溫度測量較為困難，因此選擇在墊板上打孔來測量焊縫處不同位置的溫度變化；為了測量焊接過程中力的變化，用位于墊板下方的三個測力傳感器測量軸向力和位于焊接方向上的一個測力傳感器測量橫向力，通過數(shù)據(jù)采集卡和Lab VIEW軟件進(jìn)行記錄數(shù)據(jù)，采樣率為1 000 Hz。圖3為K型熱電偶和測力傳感器的位置示意圖。圖2 μFSW測溫測力裝置

圖2 μFSW測溫測力裝置焊接接頭采用線切割加工制成金相、拉伸試樣，打磨、拋光后用酒精清洗金相試樣表面，利用Fe Cl35 g+HCL 50 mL+H2O 100 mL腐蝕液進(jìn)行腐蝕，后在Axio Scope A1光學(xué)顯微鏡下進(jìn)行接頭組織觀察，分析接頭形貌和微觀組織特征。采用VH-1000型顯微硬度儀測量接頭橫截面距上表面1/3和2/3位置處的顯微硬度，間隔0.3 mm，加載5 N，保壓時間10 s。依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T228.1-2002金屬材料室內(nèi)拉伸試驗方法加工接頭拉伸試樣(圖4)，使用WA-1000B型萬能試驗機測試母材和接頭強度取其平均值，拉伸速率0.5 mm/min，后用FEG-450熱場發(fā)射掃描電子顯微鏡觀察拉伸斷口形貌。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]鋁合金薄板高轉(zhuǎn)速攪拌摩擦焊接頭組織與力學(xué)性能[J]. 劉奮軍,傅莉,陳海燕.  金屬學(xué)報. 2017(12)
[2]黃銅H62攪拌摩擦焊接頭的微觀組織及性能[J]. 王希靖,達(dá)朝炳,李晶,張忠科.  中國有色金屬學(xué)報. 2006(05)

碩士論文
[1]超薄鋁合金攪拌摩擦焊接頭組織性能及流動特征研究[D]. 張亞彬.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016



本文編號：3493802