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6061-t6铝合金超声振动强化搅拌摩擦焊接头组织与性能

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焊接 2015年第4期 49-53,75页

作者：孟强王怡嵩刘小超高嵩武传松北京赛福斯特技术有限公司 101107 山东大学材料连接技术研究所济南市250061

将超声振动施加在搅拌头前方的待焊工件上,开展了6061-t6铝合金板超声振动强化搅拌摩擦焊工艺试验。通过显微组织观察、拉伸试验和显微硬度测试来评价接头组织与性能,比较了超声振动条件下的接头组织与性能与常规搅拌摩擦焊接头的差异... 详细信息

将超声振动施加在搅拌头前方的待焊工件上,开展了6061-t6铝合金板超声振动强化搅拌摩擦焊工艺试验。通过显微组织观察、拉伸试验和显微硬度测试来评价接头组织与性能,比较了超声振动条件下的接头组织与性能与常规搅拌摩擦焊接头的差异。试验结果表明,超声振动细化了焊核区和热机影响区的晶粒组织,提高了接头抗拉强度、断后伸长率和显微硬度。

关键词： 6061-t6铝合金搅拌摩擦焊超声振动显微组织力学性能

6061-t6铝合金搅拌摩擦点焊接头微观组织与力学性能研究

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热加工工艺 2020年第5期49卷 12-15,24页

作者：陆轶赵运强董春林王春桂易耀勇中南大学材料科学与工程学院湖南长沙410000 广东省焊接技术研究所(广东省中乌研究院)广东省现代焊接技术重点实验室广东广州510651

对8 mm厚三层搭接结构的6061-t6铝合金进行搅拌摩擦点焊试验,并对对点焊接头的显微组织和力学性能进行研究。结果表明,接头微观形貌分为搅拌区、热力影响区、热影响区及母材区。当下压深度从7.0 mm增至8.2mm时,上层结合界面的完全结合... 详细信息

对8 mm厚三层搭接结构的6061-t6铝合金进行搅拌摩擦点焊试验,并对对点焊接头的显微组织和力学性能进行研究。结果表明,接头微观形貌分为搅拌区、热力影响区、热影响区及母材区。当下压深度从7.0 mm增至8.2mm时,上层结合界面的完全结合区宽度从2.1 mm增至3.1 mm,下层结合界面的完全结合区宽度从2.0 mm增至3.0mm。接头硬度最低值在热影响区和热机影响区的交界处,搅拌区的平均硬度值随下压深度的增加而增大,最大值为73.4 HV。拉剪载荷与下压深度呈正相关的关系,随着下压深度从7.0 mm增至8.2 mm,拉剪载荷从8937 N增至16284N。在两个接合面处均发生断裂,断裂形式为剪切塞型混合断裂。

关键词：搅拌摩擦点焊 6061-t6铝合金微观组织力学性能

6061-t6铝合金/SUS301L不锈钢异种金属电阻点焊的研究

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6061-T6铝合金/SUS301L不锈钢异种金属电阻点焊的研究

作者：苏雷吉林大学

学位级别：硕士

随着能源危机和环境污染问题的不断加剧,汽车、轨道客车的轻量化、节能、环保和安全已成为发展的必然趋势。在设计和制造中增加铝合金的使用量是实现车辆轻量化最直接有效的方法。但是,由于钢和铝的物理、化学性能存在显著的差异,且焊... 详细信息

随着能源危机和环境污染问题的不断加剧,汽车、轨道客车的轻量化、节能、环保和安全已成为发展的必然趋势。在设计和制造中增加铝合金的使用量是实现车辆轻量化最直接有效的方法。但是,由于钢和铝的物理、化学性能存在显著的差异,且焊接区极易形成脆性的金属间化合物,钢/铝焊接接头的力学性能被严重恶化。这已成为制约汽车、轨道客车轻量化的关键科学技术问题之一。因此,开展钢/铝异种金属电阻点焊的研究具有重要的理论意义和实用价值。本文首先研究了6061-t6铝合金/SUS301L不锈钢异种金属电阻点焊接头的微观组织及断裂行为特点。研究结果表明,铝合金/不锈钢点焊接头主要由铝合金熔核、铝/钢界面金属间化合物层和不锈钢熔核组成。铝合金熔核主要由胞状晶、胞状树枝晶和树枝晶构成。铝/钢界面金属间化合物层具有双层结构,靠近铝合金侧主要为Fe4Al13,呈条带状或针状向熔核内部生长;靠近不锈钢侧主要为条带状的Fe2Al5。不锈钢熔核主要由γ-Fe固溶体组成。在拉剪试验过程中,铝/钢点焊接头主要为界面断裂形式,裂纹在金属间化合物层中萌生、扩展,因此铝/钢金属间化合物层是点焊接头的薄弱环节。研究发现,电极形貌(尺寸)及焊接参数对铝合金/不锈钢点焊接头组织和力学性能具有明显的影响。在F型电极的条件下,随着焊接电流、焊接时间的增加,铝/钢点焊接头表面压痕率、熔核直径及接头拉剪力增加,接头拉剪力增加主要归因于熔核直径的增大。进一步增加焊接电流、焊接时间导致接头拉剪力降低,主要与铝/钢界面金属间化合物层厚度增加有关。在焊接电流7 kA、焊接时间250 ms、电极压力2.5 kN条件下,有利于改善铝/钢点焊接头的组织和力学性能,压痕率、熔核直径和接头拉剪力分别为27.7%、4.89mm和2.918kN。在优化电极条件下(铝合金侧采用半径为R35 mm的球面电极,不锈钢侧采用直径φ10mm的平端面电极),当焊接电流13kA、焊接时间300ms、电极压力3.5kN时,有利于改善铝/钢点焊接头的组织和力学性能,压痕率、熔核直径和接头拉剪力分别为13.5%、7.29mm和4.579 kN。与采用F型电极相比,压痕率降低了51.3%,熔核直径和接头拉剪力分别提高了49.1%和57.8%。因此,采用优化电极更有利于改善铝合金/不锈钢点焊质量及接头力学性能。通过添加Cu、Zn、Si、ti或Ni粉末,研究合金元素对铝合金/不锈钢电阻点焊接头组织和力学性能的影响。结果表明,在一定条件下,Cu、Si元素有利于抑制金属间化合物的生长,降低Fe-Al金属间化合物的脆性;Zn可改善液态铝在钢表面的润湿铺展,促进界面反应;ti可使铝/钢界面区的微观组织明显细化;Ni促进形成(Fe,Ni)2Al5、(Fe,Ni)4Al13,改善金属间化合物性能,因此均有利于提高铝合金/不锈钢点焊接头的力学性能。添加适量的Cu、Si、Zn、ti或Ni粉末,钢/铝电阻点焊接头的拉剪力分别可达4.251 kN、4.343 kN、3.492kN、3.727 kN、4.786 kN,与未添加合金元素的点焊接头相比,接头拉剪力分别提高45.7%、48.8%、19.7%、27.6%、64.0%。因此,熔核合金化是改善铝合金/不锈钢钢点焊接头力学性能的有效途径。

关键词： 6061-t6铝合金 SUS301L不锈钢电阻点焊微观组织力学性能

6061-t6铝合金焊接接头疲劳裂纹扩展延寿机理研究

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6061-T6铝合金焊接接头疲劳裂纹扩展延寿机理研究

作者：陈晓宇长安大学

学位级别：硕士

铝合金焊接结构广泛应用于轨道列车、航空航天、机械制造、船舶以及汽车等领域,而且在服役过程中往往承受交变载荷作用易造成疲劳损伤。经实践证明,铝合金焊接结构疲劳失效部位绝大多数发生在焊接接头处,这严重制约铝合金高强性能的发挥... 详细信息

铝合金焊接结构广泛应用于轨道列车、航空航天、机械制造、船舶以及汽车等领域,而且在服役过程中往往承受交变载荷作用易造成疲劳损伤。经实践证明,铝合金焊接结构疲劳失效部位绝大多数发生在焊接接头处,这严重制约铝合金高强性能的发挥,因此改善铝合金焊接接头抗疲劳性能,提高焊接接头质量,具有重要科学意义和工程实用价值。为改善目前铝合金焊接接头疲劳裂纹扩展性能低的问题,本论文以6061-t6铝合金焊接接头为研究对象开展系列试验,主要研究内容及成果如下:(1)采用常规钨极惰性气体保护焊接(tIG)工艺对铝合金板进行焊接,对得到的铝合金焊接接头进行疲劳及力学性能试验,深入分析常规铝合金焊接接头试样疲劳裂纹扩展特性、拉伸特性、金相组织特性以及硬度特性。(2)提出一种新式钨极惰性气体保护焊接工艺,即在焊接过程中,填充焊丝金属之前,在母材金属的待焊表面敷上一层焊丝金属(本论文中称这一工艺为打底),然后再对焊缝进行填充,以此在焊接接头中引入微孔,得到一种新式焊接接头。对新式铝合金焊接接头进行疲劳及力学性能试验,试验结果表明:在最大载荷4.7k N下,与母材试样相比较,新式铝合金焊接接头试样疲劳裂纹扩展寿命提高115%;与常规铝合金焊接接头试样相比较,新式铝合金焊接接头试样疲劳裂纹扩展寿命提高89%。(3)与常规铝合金焊接接头试样相比较,深入分析新式铝合金焊接接头试样疲劳裂纹扩展特性、拉伸特性、金相组织特性以及硬度特性,阐述新式铝合金焊接接头微孔延寿机理。(4)采用不同种类焊丝对新式钨极惰性气体保护焊接工艺进行可靠性试验,验证新式铝合金焊接接头微孔存在的稳定性。

关键词： 6061-t6铝合金焊接接头 tIG 微孔延寿机理

6061-t6铝合金静轴肩搅拌摩擦焊接头组织性能及焊缝金属流动性研究

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6061-T6铝合金静轴肩搅拌摩擦焊接头组织性能及焊缝金属流动性研究

作者：高黎明江苏科技大学

学位级别：硕士

静轴肩搅拌摩擦焊是基于搅拌摩擦焊一种全新的焊接方法,静轴肩搅拌摩擦焊焊缝表面光滑、基本无飞边与减薄、摩擦热沿板厚较均匀,尤其是在实现不等厚材料、高熔点材料及角接缝等焊接方面,较传统搅拌摩擦焊具有独特的优势。目前关于静轴... 详细信息

静轴肩搅拌摩擦焊是基于搅拌摩擦焊一种全新的焊接方法,静轴肩搅拌摩擦焊焊缝表面光滑、基本无飞边与减薄、摩擦热沿板厚较均匀,尤其是在实现不等厚材料、高熔点材料及角接缝等焊接方面,较传统搅拌摩擦焊具有独特的优势。目前关于静轴肩搅拌摩擦焊工艺、接头质量及组织与性能的研究还较少,而关于静轴肩搅拌摩擦焊焊缝金属流动行为更鲜见报道,因此,探索静轴肩搅拌摩擦焊的工艺特性、接头性能及焊缝金属的流动性对提高静轴肩搅拌摩擦焊接头的质量,推广静轴肩搅拌摩擦焊的广泛应用具有十分重要的意义。本文采用独立开发的静轴肩焊接工具以及夹装工具,成功实现了厚度为5mm的6061-t6铝合金试板的静轴肩搅拌摩擦焊对接实验。研究了焊接参数及搅拌针形状对焊接接头形貌、微观组织、性能及焊缝金属流动的影响。结果表明,静轴肩搅拌摩擦焊焊缝无飞边和鱼鳞纹,焊缝厚度与母材一致;焊缝焊核区大致呈中心对称,其组织为细小的等轴再结晶组织,焊核区上层的晶粒尺寸比中层的晶粒尺寸细小,第二相颗粒成分主要为MgSi,均匀分布在晶粒内和晶界上;热机影响区晶粒沿着搅拌针的旋转方向被弯曲拉长;热影响区晶粒呈现板条状,比母材晶粒尺寸粗大。SSFSW接头的显微硬度曲线变化趋势呈现“W”形,其中,母材硬度最高,焊核区次之,约为母材的72%左右,热影响区硬度最小。焊接接头抗拉强度达到母材66%-75%,断裂位置出现在后退侧热影响区,断裂方式为准解理断裂。电化学腐蚀试验发现,采用转速为1000rpm,焊速为120mm/min的焊缝的耐腐蚀性最好。晶间腐蚀试验表明,焊缝各个区域的晶间腐蚀性能存在一定的差异,其中,母材的晶间腐蚀性能最好,热影响区和热机影响区次之,焊核区最差。静轴肩搅拌摩擦焊焊缝在水平方向上,前进侧高温塑态金属既向焊接方向迁移,也向焊接相反方向迁移,后退侧金属则只向焊接相反方向迁移。焊缝上表面前进侧金属受到静止轴肩影响,周向迁移距离减小,向前迁移距离增加。厚度方向,前进侧高温塑态金属进入焊缝以水平迁移方式为主,向上和向下迁移量均较少,而后退侧高温塑态金属只有水平迁移行为;距离焊缝上表面1mm处,前进侧金属向上迁移量大于向下迁移量;距离焊缝上表面3mm处,前进侧金属向下迁移量大于向上迁移量。随着距焊缝上表面距离增加,后退侧进入焊缝金属量逐渐减少。

关键词：静轴肩搅拌摩擦焊 6061-t6铝合金金相组织性能流动行为

6061-t6铝合金双轴肩搅摩擦焊扭矩分析

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6061-T6铝合金双轴肩搅摩擦焊扭矩分析

作者：李浩江苏科技大学

学位级别：硕士

双轴肩搅拌摩擦焊是近年内发展起来的新的焊接技术,目前已经广泛运用于航空航天、国防事业等众多领域。本文针对7.8 mm厚的6061-t6铝合金,进行不同方案的双轴肩搅拌摩擦焊接试验,结合前进阻力、温度过程参数对扭矩进行分析,对比扭矩特征... 详细信息

双轴肩搅拌摩擦焊是近年内发展起来的新的焊接技术,目前已经广泛运用于航空航天、国防事业等众多领域。本文针对7.8 mm厚的6061-t6铝合金,进行不同方案的双轴肩搅拌摩擦焊接试验,结合前进阻力、温度过程参数对扭矩进行分析,对比扭矩特征,提出一种可用于检测间隙的算法;利用四组不同形式的轴肩组合进行双轴肩搅拌摩擦焊,研究轴肩形式对焊缝表面成形、焊后力学性能的影响,并重点研究了不同轴肩形式的扭矩的变化,及扭矩对焊接的影响。自主设计了一种卡扣式双轴肩搅拌摩擦头,可通过不同长度的上位键和下位键改变轴肩距以适应不同板厚,抗振性能良好有效的避免了螺栓带来的轴肩距变化的问题;设计新型工装,将原有工装由滑动摩擦改为滚动摩擦,使测得的前进阻力更准确。在有间隙和无间隙两种条件下,进行双轴肩搅拌摩擦焊试验,分析了扭矩特征参数,发现稳定状态的低频扭矩随着转速上升而变小、随着焊接速度变大而变大;扭矩信号在整个焊接过程中都有振荡特性,而且振荡周期随着转速的变大而变小;间隙会使得扭矩原始波形图整体趋势有所降低,低频扭矩在间隙的位置会出现明显的下降,对于扭矩的周期振荡信号则会在间隙位置引起扭矩信号大幅度的振荡现象,而间隙位置周围的扭矩信号的振荡情况也比无间隙的振荡幅度大;在焊接速度低于200 mm/min时,小波变换算法能够可靠的检测出宽度大于0.3 mm的间隙。在不同轴肩组合中,组合C(上凹下凸)、D(上凹下凹)成形最好,组合C接头的拉伸强度最好,大约占母材的74.4%,凸肩对塑性金属向焊缝中心的流动更有利;焊核区的硬度分布比较均匀,凹肩一侧硬度低于凸肩一侧的硬度,凹肩一侧的晶粒(约12μm)大于接近凸肩一侧的晶粒(约8μm),在两侧热机影响区,凹肩一侧的硬度高于凸肩一侧的硬度,凹肩一侧的晶粒尺寸小于凸肩一侧的晶粒尺寸;四种组合中,组合D产生的扭矩值最大,当转速差别不大时凸肩更容易引发扭矩振荡的现象;当轴肩选择不当,会使得扭矩变大,产热增加,出现粘黏现象,引起飞边、焊缝变薄等现象,若扭矩出现异常振荡现象可能会导致搅拌针的疲劳断裂,直接使得焊接失败;轴肩组合适当时,扭矩也比较平稳,产生热量适合焊接,不会出现大量粘黏焊缝金属的情况,而且试验后得到的焊缝表面光洁、纹路清晰。

关键词： BtFSW 6061-t6铝合金扭矩间隙轴肩组合影响

超声波法检测6061-t6铝合金残余应力的研究

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超声波法检测6061-T6铝合金残余应力的研究

作者：邓亚哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

复合材料具有高比强度和比模量、减振性能好以及耐腐蚀性能好等优点,广泛应用在航空航天、船舶和汽车工业等领域。但复合材料在制备、加工、装配和服役过程中,都会因孔隙、分层、裂纹等缺陷的存在而产生一定的残余应力。这既会影响构件... 详细信息

复合材料具有高比强度和比模量、减振性能好以及耐腐蚀性能好等优点,广泛应用在航空航天、船舶和汽车工业等领域。但复合材料在制备、加工、装配和服役过程中,都会因孔隙、分层、裂纹等缺陷的存在而产生一定的残余应力。这既会影响构件的使用性能,又对材料的结构失效强度和尺寸稳定性有影响。因此,开展关于残余应力的研究,精确且快速地检测出材料所处的应力状态,对于准确评估材料寿命显得至关重要。通常为避免复合材料因拉-剪、拉-弯耦合引起的固化后的翘曲变形,将复合材料层合板设计成准各向同性层合板。并在准各向同性复合材料的分析中常将其视为各向同性化处理。目前国际上比较认可的残余应力检测手段是X射线衍射法,它具有无损、测试快捷、精度高和数据重复性强等优点。但它只适用于晶体材料的应力检测,对复合材料这种非晶体材料而言,较难实现应力检测。因此,为精确地检测出复合材料所处的应力状态,首先从理论上推导出适用于准各向同性复合材料的声弹性表达式,并选用6061-t6铝合金作为实验研究对象,分别采用X射线衍射法和本文理论推导的超声波法对其进行应力检测,以验证该理论推导的正确性。主要研究工作包括以下几个方面:(1)基于声弹性理论,推导了适用于准各向同性复合材料的声弹性表达式,建立声时差与内部应力之间的联系。同时,搭建了“一发一收”探头分布方式的超声波应力检测系统,并设计了超声检测楔块和声时差精确测量算法。(2)超声波法检测精度影响因素的研究选用不同频率的探头对不同凹槽深度的铝合金板材进行超声检测,确定不同探头频率下的传播深度范围;探究温度与声时差之间的关系,并设计温度补偿算法;探究外加应力与声时差之间的关系,得到了平行加载方向的声时差随着外加应力的增加而增加,而垂直加载方向的声时差随着外加应力的增加而减小的结论。(3)X射线衍射法测量6061-t6铝合金残余应力检测参数优化实验表明当采用Cr靶材激发X射线,通过0.5×3mm尺寸的准直管照射到铝合金板材表面,并用Mid chord定峰方法对试样进行应力检测时,应力结果最优。(4)X射线衍射法对超声波法应力检测理论的实验验证分别利用本文搭建的超声波应力检测系统和L-XRD应力衍射仪对6061-t6铝合金板材进行残余应力检测,通过对比研究表明该理论推导的正确性。

关键词：超声波临界折射纵波残余应力 X射线衍射法 6061-t6铝合金

6061-t6铝合金激光焊接接头腐蚀疲劳裂纹扩展研究

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6061-T6铝合金激光焊接接头腐蚀疲劳裂纹扩展研究

作者：唐正平华中科技大学

学位级别：硕士

6061-t6铝合金有着比强度高、耐腐蚀稳定等优点,广泛应用于船舶、航空、铁路等领域。本文采用光纤激光焊接4mm厚的6061-t6铝合金,通过优化焊接工艺参数来研究焊接接头在空气中的疲劳裂纹扩展性能和以人造海水为腐蚀介质的腐蚀疲劳裂纹... 详细信息

6061-t6铝合金有着比强度高、耐腐蚀稳定等优点,广泛应用于船舶、航空、铁路等领域。本文采用光纤激光焊接4mm厚的6061-t6铝合金,通过优化焊接工艺参数来研究焊接接头在空气中的疲劳裂纹扩展性能和以人造海水为腐蚀介质的腐蚀疲劳裂纹扩展性能。本文采用的是SE(B)三点弯曲疲劳裂纹扩展试验。设计制作SE(B)三点弯曲加力装置和腐蚀循环系统,为研究疲劳裂纹扩展性能提供实验条件;通过观察焊接接头显微组织及焊接缺陷、测试焊接接头硬度和观察疲劳断口形貌实验,为研究疲劳裂纹扩展行为提供理论分析依据。采用连续降K法对6061-t6母材、不同焊接工艺条件下焊接接头在空气中进行疲劳裂纹扩展研究。通过处理实验数据,确定中速区Paris公式和计算门槛值,可得出较优焊接工艺参数是焊接功率为4kW,焊接速度为2m/min,这时焊缝的疲劳裂纹扩展性能优于母材。分析焊接接头疲劳裂纹扩展的影响因素:良好的焊缝成形、焊缝组织晶粒细小、裂纹扩展低速区的宏观球形气孔都可以提高疲劳裂纹扩展性能。在相同焊接工艺条件下焊接接头分别在空气和海水中进行疲劳裂纹扩展研究。通过处理实验数据,确定Paris公式和计算门槛值,可得出在中速区焊接接头腐蚀疲劳裂纹扩展速率大于空气中的速率,在低速区腐蚀疲劳裂纹扩展速率小于在空气中的速率,且门槛值高于空气中的门槛值。通过观察断口形貌特征,可知腐蚀疲劳断裂的方式是沿晶断裂,裂纹尖端海水腐蚀溶解产生腐蚀产物是中速区腐蚀疲劳裂纹扩展速率大于空气的主要原因之一。然而,在低速区由于腐蚀产物堆积于疲劳裂纹扩展尖端,产生较强裂纹闭合效应,疲劳裂纹扩展驱动力减小,导致焊缝低速区腐蚀疲劳裂纹扩展速率小于空气中的速率。

关键词： 6061-t6铝合金光纤激光焊接焊接接头裂纹扩展速率腐蚀疲劳

下轴肩冷却对6061-t6铝合金双轴肩搅拌摩擦焊接头性能的影响

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下轴肩冷却对6061-T6铝合金双轴肩搅拌摩擦焊接头性能的影响

作者：倪瑞洋江苏科技大学

学位级别：硕士

双轴肩搅拌摩擦焊(BtFSW)是由常规搅拌摩擦焊(FSW)进一步发展而来,利用BtFSW有两个轴肩的特点,将两个轴肩所受的作用力相互抵消,有效的减小了主轴负载,突破了焊机对刚性的限制、并能改善焊缝的根部缺陷。但在BtFSW焊接过程中,上轴肩与... 详细信息

双轴肩搅拌摩擦焊(BtFSW)是由常规搅拌摩擦焊(FSW)进一步发展而来,利用BtFSW有两个轴肩的特点,将两个轴肩所受的作用力相互抵消,有效的减小了主轴负载,突破了焊机对刚性的限制、并能改善焊缝的根部缺陷。但在BtFSW焊接过程中,上轴肩与焊机夹持部分接触,散热条件好,下轴肩体积小,散热条件差,导致接头上下表面存在温度差,从而影响焊缝成形质量。如何在保证焊接质量的前提下,降低双轴肩搅拌头下轴肩的温度,平衡焊件上下表面热量,减小上下表面温度差成为BtFSW的急需解决的难题。本课题将针对原双轴肩搅拌头的缺点,设计新型的双轴肩搅拌头以及配套的冷却装置。将冷却装置安装在双轴肩搅拌头的下轴肩底部,使用螺纹配合与搅拌针连接。焊接时,冷却装置随着双轴肩搅拌头一同旋转,带动冷却液流过冷却装置,带走大量焊接热,最终实现循环冷却。冷却装置主要对搅拌头下轴肩进行冷却,在带走多余焊接热量的同时,平衡接头的上下表面温度。通过研究下轴肩冷却对6061铝合金双轴肩搅拌摩擦焊接头性能影响,能更好的分析冷却条件对于焊接热循环的调节作用,同时在研究相变与焊接热循环以及与接头组织性能的关系基础上,可以有效的对焊接参数进行优化,提高接头性能,为6061-t6铝合金的双轴肩搅拌摩擦焊接奠定理论和工艺基础。试验结果表明:在旋转速度为810 r/min,焊接速度为160 mm/min条件下,对下轴肩冷却可以使工件焊接时得到焊缝表面美观,且无明显孔洞隧道等缺陷。通过对有冷却装置的BtFSW进行温度场研究,发现使用冷却装置可以降低接头区域整体的温度,其中对接头的下表面冷却作用最为显著,同时缩小了被焊工件上下表面的温度差,保证焊缝的上下表面受热均匀。使用冷却装置,还可以使工件在各温度区间的持续时间减少,高温持续时间的缩短抑制了晶粒生长,细化了晶粒组织,提高了接头强度;使用冷却装置后,接头区域的整体范围变窄,接头宽度减小了约4mm,焊核区晶粒粒度变小,排列更为均匀,硬度普遍提高,硬度最小值从55HV提高到60HV;热机影响区范围缩小,强化相析出量增多,同时晶粒长大收受抑制,平均硬度提高,强度增加;热影响区范围减小,前进侧硬度有所降低,这是由于前进侧温度过低所致。

关键词：下轴肩冷却双轴肩搅拌摩擦焊 6061-t6铝合金温度场接头性能