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焊接速度對7075-T6鋁合金焊接接頭強(qiáng)度和微觀組織的影響
發(fā)布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司www.85978597.cn
更新時間：2014-10-25
7075為Al-Zn-Mg-Cu系鋁合金，它是熱處理強(qiáng)化鋁合金，具有高的比強(qiáng)度和硬度、良好的加工性等特點，適宜作為承受較大負(fù)荷的結(jié)構(gòu)材料，廣泛應(yīng)用于飛機(jī)機(jī)身、機(jī)翼梁、機(jī)艙壁板等結(jié)構(gòu)件的制造，是航空、航天工業(yè)中不可缺少的重要材料。
7075為Al-Zn-Mg-Cu系鋁合金，它是熱處理強(qiáng)化鋁合金，具有高的比強(qiáng)度和硬度、良好的加工性等特點，適宜作為承受較大負(fù)荷的結(jié)構(gòu)材料，廣泛應(yīng)用于飛機(jī)機(jī)身、機(jī)翼梁、機(jī)艙壁板等結(jié)構(gòu)件的制造，是航空、航天工業(yè)中不可缺少的重要材料。7075鋁合金主要采用惰性氣體保護(hù)焊(MIG)，但焊后焊縫中容易出現(xiàn)裂紋、熱影響區(qū)軟化、對應(yīng)力集中敏感等問題。攪拌摩擦焊(FSW)作為一種革命性的固相連接方法，它可以更好地保持母材力學(xué)性能，減少或避免采用熔焊方法時產(chǎn)生的焊接缺陷。本文對7075鋁合金薄板進(jìn)行FSW，研究了焊接速度對其焊接接頭強(qiáng)度和微觀組織的影響，為7075鋁合金FSW的工藝參數(shù)選擇提供參考。
試驗用材為T6態(tài)7075鋁合金，其化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù),%)為：1.68Cu，2.51Mg，0.26Mn，0.15Cr，0.2Fe，5.75Zn，余量為Al；其σb=487MPa，σ0.2=420MPa，δ=9.5%。焊接試板的尺寸為250mm×100mm×2mm。攪拌頭材料為鎳基高溫合金DZ125，攪拌針為圓柱形，攪拌針與軸肩直徑比為1∶3。焊接時攪拌針傾斜角2°,軸肩下壓量控制在0.15mm左右，攪拌頭旋轉(zhuǎn)方向為順時針方向。試驗時攪拌頭旋轉(zhuǎn)速度(ω)恒定為950r/min，焊接速度(v)分別為95、118、150和190mm/min。
焊接速度對FSW接頭的焊核區(qū)、前進(jìn)側(cè)熱機(jī)影響區(qū)、返回側(cè)熱機(jī)影響區(qū)的組織形貌和沉淀相的尺寸、分布密度有較大的影響，進(jìn)而對接頭的力學(xué)性能產(chǎn)生影響。適宜的焊接速度有利于控制熱機(jī)影響區(qū)的組織形貌，避免產(chǎn)生界面線，獲得高性能的焊接接頭。在攪拌頭的旋轉(zhuǎn)和攪拌作用下,7075鋁合金的底部包鋁層會被卷入到焊縫中，并且由于包鋁層和鋁合金不能熔合在一起，從而會影響接頭的力學(xué)性能。當(dāng)攪拌頭旋轉(zhuǎn)速度為950r/min、焊接速度為150mm/min時，焊接接頭的強(qiáng)度達(dá)到最大值，為447.1MPa。
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