針對(duì)變截面結(jié)構(gòu)產(chǎn)品,提出了一種變截面搭接結(jié)構(gòu)攪拌摩擦焊接方法,通過加裝輔助板將整條焊縫焊接方向上補(bǔ)償為等厚度。焊接采用一次定位焊接+二次定位焊接+正式焊接的工藝方式,一次定位焊為預(yù)定位,二次定位焊保證輔助板與試片主體結(jié)構(gòu)之間形成有效連接,正式焊保證形成完整的焊縫。焊縫表面成形良好,超聲相控陣檢測(cè)無超標(biāo)缺陷。通過對(duì)力學(xué)性能的分析,變截面搭接結(jié)構(gòu)處焊縫與非搭接處焊縫和常規(guī)對(duì)接焊縫的力學(xué)性能基本相同,平均抗拉強(qiáng)度均達(dá)到母材的70%以上,平均延伸率均在5.8%以上。變截面搭接焊縫焊核處晶粒形態(tài)為細(xì)小的等軸晶,靠近軸肩影響區(qū)部分的晶粒尺寸大于靠近焊縫根部的晶粒尺寸,受再結(jié)晶影響,焊縫兩側(cè)熱機(jī)影響區(qū)處輔助板搭接界面消失。

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【部分圖文】：

圖1臺(tái)階式變截面結(jié)構(gòu)

采用2219鋁合金，材料狀態(tài)為C10S，板材規(guī)格為700mm×150mm×δ（δ為板材厚度），焊接區(qū)截面狀態(tài)為臺(tái)階式變截面結(jié)構(gòu)，其中200mm范圍內(nèi)試片厚度為8mm，其余500mm范圍試片厚度為15mm，結(jié)構(gòu)狀態(tài)示意如圖1所示。焊接方式采用平板對(duì)接焊，因焊接方向上存在....

圖2變截面搭接結(jié)構(gòu)示意圖

焊接方式采用平板對(duì)接焊，因焊接方向上存在7mm過渡臺(tái)階，無法直接進(jìn)行攪拌摩擦焊接。為滿足攪拌摩擦焊工藝要求，研究了一種變截面搭接結(jié)構(gòu)攪拌摩擦焊接方法，將8mm厚度區(qū)域補(bǔ)償為15mm。實(shí)驗(yàn)時(shí)，在試片8mm厚度區(qū)域加裝輔助板，輔助板材料及狀態(tài)與試片本體相同，規(guī)格為200mm×....

圖3攪拌頭形貌

攪拌頭采用高溫合金加工制造，焊接試驗(yàn)前，對(duì)15mm正式焊攪拌頭的攪拌針長度進(jìn)行修磨，使攪拌針長度小于試片最小板厚0.4～0.5mm。采用一次定位焊接+二次定位焊接+正式焊接的工藝方式進(jìn)行，一次定位焊接采用攪拌針長2mm的攪拌頭，二次定位焊接采用針長10mm的攪拌頭，正式焊....

圖4變截面焊縫焊接過程示意圖

對(duì)變截面處焊縫裝配輔助板，截面示意如圖4中（a）所示，為保證變截面搭接界面配合緊密，對(duì)輔助板搭接端面進(jìn)行機(jī)械銑削，并根據(jù)變截面試片臺(tái)階R角進(jìn)行輔助板配合面處R角的配磨，最終將配合間隙控制在0.5mm之內(nèi)。焊接前，使用汽油和酒精對(duì)試片焊接區(qū)及輔助板進(jìn)行擦拭清理，并對(duì)試片焊接區(qū)及輔....

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