采用帶非圓截面攪拌針的焊接工具對(duì)5A06與2219鋁合金進(jìn)行了攪拌針下壓的回填式摩擦點(diǎn)焊試驗(yàn),對(duì)焊點(diǎn)進(jìn)行微觀組織結(jié)構(gòu)分析與力學(xué)性能測(cè)試。結(jié)果表明:在焊接過程中,特殊的材料流動(dòng)使得上板與下板的材料在焊點(diǎn)內(nèi)部呈層狀混合,并在焊點(diǎn)中心下部形成了上板材料留存區(qū)域。焊點(diǎn)完全消除了傳統(tǒng)套筒下壓帶來的焊點(diǎn)豎直界面弱連接及環(huán)溝槽現(xiàn)象,但更容易在焊點(diǎn)下部形成延伸至焊核內(nèi)部的界面殘留,隨著下壓量的增加,進(jìn)一步演變?yōu)橄蛳掳鍙澢腍ook特征。拉剪試驗(yàn)表明,焊點(diǎn)斷裂載荷隨下壓量增大而增加,最大拉剪力為5.7kN;斷裂模式為由焊點(diǎn)底部Hook缺陷起裂,穿過焊核區(qū)擴(kuò)展斷裂。

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【部分圖文】：

圖1焊接工具及相應(yīng)的焊接過程示意圖

圖1所示為焊接工具及相應(yīng)的焊接過程示意圖。由圖1(a)可知，焊接工具的套筒直徑為9mm，攪拌針外徑為5.2mm，其中，攪拌針端面形狀為直徑5.2mm圓與長(zhǎng)軸5.5mm短軸2.5mm橢圓相交得到，軸向長(zhǎng)度3mm。針下壓回填式摩擦點(diǎn)焊技術(shù)的基本過程與傳統(tǒng)的摩擦點(diǎn)焊過程類似....

圖2典型焊點(diǎn)橫截面組織形貌

圖2所示為典型的焊點(diǎn)橫截面組織形貌。由圖2可知，焊點(diǎn)內(nèi)部無(wú)明顯的缺陷存在。與傳統(tǒng)套筒下壓所得到的焊點(diǎn)形貌不同，攪拌針下壓情況下得到的焊點(diǎn)直徑較小，在搭接界面處，焊點(diǎn)的直徑僅稍大于攪拌針直徑。同時(shí)，在微觀組織形貌上與套筒下壓存在較大的區(qū)別，在傳統(tǒng)套下壓方式下，材料的混合主要集中在套....

圖3圖2中焊點(diǎn)區(qū)內(nèi)各區(qū)域微觀形貌

據(jù)分析，在其他參數(shù)不變的條件下，增加下壓深度通常意味著增加焊接熱輸入，也帶來對(duì)焊接區(qū)域更強(qiáng)的摩擦剪切作用，這有利于原始搭接界面氧化膜的破碎和彌散分布。因此，隨著下壓量的增加，首先造成的是Hook高度的增加，但繼續(xù)增加下壓量，材料流動(dòng)增劇且溫度升高，使得一部分氧化膜破碎消失，在繼續(xù)....

圖4不同下壓深度對(duì)應(yīng)的混合區(qū)底部形貌

圖3圖2中焊點(diǎn)區(qū)內(nèi)各區(qū)域微觀形貌因此，從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來看，采用非圓截面攪拌針進(jìn)行針下壓回填式摩擦點(diǎn)焊，消除了傳統(tǒng)套下壓方式帶來的側(cè)面弱連接問題，上下試板在混合區(qū)內(nèi)以相互交疊的層狀形式相混合形成了具有良好冶金結(jié)合的焊核區(qū)域。但同樣地，非圓截面攪拌針下壓得到的焊點(diǎn)容易導(dǎo)致原始搭接界面殘....

本文編號(hào)：3943935