铝合金搅拌摩擦焊接头组织热稳定性

作     者：张嘉恒 胡志力 ZHANG Jiaheng;HU Zhili

作者机构：武汉理工大学现代汽车零部件技术湖北省重点实验室武汉430070 武汉理工大学湖北汽车零部件技术协同创新中心武汉430070 武汉理工大学湖北省材料绿色精密成形工程技术研究中心武汉430070 

出 版 物：《机械工程学报》 (Journal of Mechanical Engineering)

年 卷 期：2022年第58卷第6期

页      面：73-80页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0806[工学-冶金工程] 0802[工学-机械工程] 0703[理学-化学] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：国家自然科学基金(51775397) 中国汽车产业创新发展联合基金(U1564202) 湖北省技术创新专项重大(2019AAA007)资助项目。 

主　　题：铝合金 搅拌摩擦焊 组织热稳定性 晶粒异常长大 

摘      要：在焊后热处理过程中,搅拌摩擦焊接头焊核区细小的再结晶晶粒在高温下极不稳定,很容易发生晶粒异常长大降低接头性能。研究2024铝合金和7075-2024异质铝合金搅拌摩擦焊接头组织热稳定性,结果发现:增大搅拌头转速、降低焊速有利于提高接头组织热稳定性,接头焊核区晶粒尺寸差异越小,第二相粒子尺寸越小,密度越大,接头组织热稳定性越好;降低固溶温度或缩短固溶时间可以降低晶粒异常长大程度,但接头力学性能将发生下降。对于3 mm厚2024铝合金搅拌摩擦焊接头,在ω=2 500 r/min,v=20 mm/min的焊接参数下,495℃-30 min固溶处理后接头无明显晶粒异常长大现象。对于1.5 mm厚7075-2024异质铝合金搅拌摩擦焊接头,在ω=2 500 r/min,v=50 mm/min的焊接参数下,450℃-20 min固溶处理后接头晶粒异常长大基本得到控制,接头强度达到母材的90%。研究结果表明优化焊接工艺参数和焊后热处理工艺参数能获得较好的晶粒异常长大抑制效果,为铝合金搅拌摩擦焊接头组织性能调控提供参考。