铝合金搅拌摩擦焊接头微观组织及性能研究

发布时间：2017-03-29 19:03

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【摘要】： 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微观组织的研究也刚起步。深入研究搅拌摩擦头微观组织和性能对接头的各种强度有着重要的意义。本文主要针对7000系铝合金7050-T7451及7075-T651搅拌摩擦焊对接接头的显微组织和性能进行研究。 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ν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;铝合金7050-T7451在转速为400rpm时,焊速为70mm/min时的接头拉伸性能比焊速为40、100mm/min时好;7075-T651在参数600/60(r/mm)时接头拉伸性能最好。 对于7000系列铝合金,微观硬度的最低值均出现在前进侧的热机影响区,这与拉伸试样断裂位置相吻合。母材均为板条状的轧制组织,经搅拌摩擦后焊核区为细小的等轴晶,过渡区为拉伸变形的板条组织。随着ω/ν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。 热处理后两种合金都在力学性能上有一定的提高,微观组织上有更好的优化。具体表现为硬度和抗拉强度都有明显提高,微观组织上晶粒更加细化,晶界增多,焊核区由更加细化的晶粒组成,也对其接头强度的提高有着至关重要的作用。 随着搅拌摩擦焊技术的逐渐推广,对搅拌摩擦焊微观组织的研究越来越迫切,而适合于铝合金的搅拌摩擦焊参数范围很广,所以对搅拌摩擦焊微观组织和性能的研究还应该更广泛和深入的展开。研究微观理论对实际应用有重要的理论指导。
【关键词】：搅拌摩擦焊 铝合金 微观组织 旋转速度 焊接速度 热处理
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TG407
【目录】：

• 摘要7-8
• Abstract8-13
• 第1章 绪论13-25
• 1.1 前言13-14
• 1.2 搅拌摩擦焊发展概述14-24
• 1.2.1 搅拌摩擦焊原理及应用14-16
• 1.2.2 国内外搅拌摩擦焊研究现状概述16-17
• 1.2.3 超高强铝合金的发展史17-18
• 1.2.4 超高强铝合金的合金化机理18-20
• 1.2.5 Al-Zn-Mg-Cu系合金组织对性能的影响20-22
• 1.2.6 搅拌摩擦焊机理研究的进展22-23
• 1.2.7 搅拌摩擦微观组织研究进展23-24
• 1.3 本课题的研究内容和意义24-25
• 第2章 实验设备、材料及实验方法25-33
• 2.1 试验设备及材料25
• 2.2 试验用搅拌摩擦焊机25-26
• 2.3 试验用搅拌摩擦头26-27
• 2.4 焊接工艺27-29
• 2.5 试验方法29-33
• 2.5.1 焊接试验29
• 2.5.2 金相实验29
• 2.5.3 透射试验29-30
• 2.5.4 显微硬度测试30
• 2.5.5 拉伸实验30-31
• 2.5.6 热处理实验31-33
• 第3章 7050铝合金搅拌摩擦焊接头组织性能研究33-49
• 3.1 焊接速度对7050—T7451铝合金FSW接头性能的影响33-42
• 3.1.1 7050-T7451铝合金搅拌摩擦焊接头的宏观组织33
• 3.1.2 7050-T7451铝合金搅拌摩擦焊接头的显微组织33-36
• 3.1.3 焊接速度对微观组织结构的影响36-39
• 3.1.4 焊接速度对接头显微硬度的影响39-41
• 3.1.5 焊接速度对拉伸试样的影响41-42
• 3.2 7075—T651铝合金FSW接头微观组织及性能研究42-47
• 3.2.1 7075-T7451铝合金搅拌摩擦焊接头的宏观组织42-44
• 3.2.2 各参数时接头微观组织研究44-46
• 3.2.3 不同参数下接头的强度46-47
• 3.2.4 不同参数时接头的微观硬度47
• 3.3 本章小结47-49
• 第4章 热处理对搅拌摩擦焊接头组织性能的影响49-60
• 4.1 热处理对7050铝合金接头微观组织及性能的影响49-52
• 4.1.1 热处理对7050接头抗拉强度的影响49
• 4.1.2 热处理对7050接头微观硬度的影响49-50
• 4.1.3 热处理对7050接头微观组织的影响50-52
• 4.2 热处理对7075铝合金搅拌摩擦焊接头微观组织及性能的影响52-58
• 4.2.1 热处理对7075接头抗拉强度的影响52-53
• 4.2.2 热处理对7075接头微观硬度的影响53
• 4.2.3 热处理对7075接头微观组织的影响53-58
• 4.3 本章小结58-60
• 结论60-62
• 参考文献62-66
• 致谢66-67
• 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录67

【引证文献】

中国硕士学位论文全文数据库 前7条

1 孙世p，

本文编号：275172