论文部分内容阅读
本文采用搅拌摩擦焊技术,对厚度为4mm的5A06铝合金和厚度为2mm的316L不锈钢进行了搭接和对接焊接试验。针对普通对接接头容易出现的缺陷,引入了基于“差高-偏置”原理的改进型搅拌摩擦对接接头新型式,设计了铣削式圆柱状组合式搅拌头成功的对铝/钢异种金属进行了焊接。该改进型对接接头能够得到完整的铝/钢异种金属焊接接头,避免了普通对接接头中容易出现的焊接界面根部未焊透的缺陷,消除了焊接界面根部的Hook钩,同时也能降低搅拌头的磨损,增加了搅拌头的使用寿命。焊后,通过OM、SEM、XRD和拉伸试验,显微硬度等方法对焊缝组织和性能进行了分析。在铝/钢搭接焊接时,采用铝合金板上置方式,在合理的焊接工艺规范条件下,能够获得完整的铝/钢搅拌摩擦焊接接头。在铝/钢搭接焊接时,在焊接工艺规范为n=1200r/min,v=60mm/min,△h=0.3mm时能够获得质量较好的焊接搭接接头,搭接接头的抗剪切力为6.71KN。此时,焊缝表面光滑,焊缝界面处有良好的结合,焊缝中没有孔洞等缺陷;焊核区界面处有较小的Hook钩,在搭接接头中形成了机械互锁结构,有利于搭接接头的连接。断口呈现出解理-韧窝复合断口形貌。采用铝/钢改进型对接接头进行对接焊接时,当在焊接规范为n=1500r/min,v=90mm/min,T=0.3mm时能够获得质量最好的焊接接头,接头强度达到了293MPa。由于改进型对接接头比较有效的控制了焊接过程中的热量,所以在界面处没有出现金属熔化现象,避免产生较多的金属间化合物。界面处形成厚度<3μm的界面扩散层,实现了铝/钢异种金属的冶金结合。在搅拌针的热-机械耦合作用下,焊缝中的塑性材料形成了良好的塑性流动,有焊缝中下部的环形流动和焊缝表面的水平流动。由于改进型的对接接头中搅拌针的微过量扎入,避免了焊缝根部容易出现的Hook钩,从而避免了焊缝中的应力集中现象,提高了焊缝的性能,使焊缝断口形貌呈现典型的韧性-解理复合断口形貌,以韧性断裂为主。