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搅拌摩擦焊是一种固相连接技术,由于其焊接特点的独特性和优越性,这种新型的焊接技术自问世以来,在铝及其合金的焊接方面显示出了巨大的优势。目前国内对FSW技术的研究开发还处于初始阶段,有关搅拌摩擦焊接头疲劳行为的研究也刚起步。深入研究各种工艺参数对搅拌摩擦焊接头疲劳性能的影响规律,将为推广和应用这种技术、建立合理有效的疲劳评定规范提供重要依据。本文主要对铝合金7050-T7451、7075-T651、6082-T6和2024-O搅拌摩擦焊对接接头的工艺参数对显微组织和疲劳性能的影响进行研究。结果表明,对于航空铝合金7050-T7451和7075-T651,当搅拌头旋转速度ω为400～800rpm、焊接速度υ为40～100mm/min时都能获得外观成形好、内部无缺陷的搅拌摩擦焊接头;随着ω/υ增加,焊核区面积、晶粒尺寸和热机影响区晶粒变形程度都增大;铝合金7050-T7451在转速为400rpm时,焊速为40mm/min时的接头低周疲劳性能比焊速为70、100mm/min时好;7075-T651在参数为800/80(r/mm)和600/60(r/mm)时接头低周疲劳性能优异,焊核区硬度高于母材,参数为800/80(r/mm)的接头在高应变幅时有循环硬化现象;对于7000系列铝合金,在焊缝表面成形良好的前提下,选择较高热输入量的搅拌摩擦焊参数可以提高接头的疲劳性能;在1×10~6循环时,铝合金7075-T651在参数为800/80(r/mm)和600/60(r/mm)时接头的疲劳强度接近,约为80MPa;参数为400/40(r/mm)的接头疲劳强度为91MPa,高周疲劳强度与抗拉强度没有表现出线性相关性。铝合金6082-T6具有很好的搅拌摩擦焊焊接性,参数为500/150(r/mm)时接头具有较好的综合性能;当焊接速度为50mm/min时,接头疲劳强度受旋转速度的影响不大;旋转速度为500rpm,循环周次大于2×10~5时,参数为500/150(r/mm)时的接头疲劳强度高;该材料适合低热输入量的焊接参数。退火态2024铝合金经搅拌摩擦焊后,焊缝区得到强化,接头强度和焊缝微观硬度均高于母材,在1×10~6循环时,参数为500/50(r/mm)、500/150(r/mm)1500/50(r/mm)时接头的疲劳极限分别为82.8MPa,68.9 MPa和66.1 MPa。搅拌头转速为500rpm、焊接速度为50mm/min时接头具有较好的综合性能。随着搅拌摩擦焊技术的逐渐推广,对搅拌摩擦焊疲劳设计规范的要求也越来越迫切,而适合于铝合金的搅拌摩擦焊参数范围很广,所以对搅拌摩擦焊疲劳性能的研究还应该更广泛和深入的展开。