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6063-t6铝合金摩擦焊接头的组织及性能研究

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6063-T6铝合金摩擦焊接头的组织及性能研究

作者：刘奇林山东大学

学位级别：硕士

摩擦焊作为一种固相连接工艺,以其优质、高效、精密、节能的特点,广泛应用在航空航天、核工业、海洋开发等领域及轨道交通、汽车制造、石油钻探、机械制造等产业部门,在铝及其合金的焊接方面显示出了巨大的优势。对于导电铝合金的连接,... 详细信息

摩擦焊作为一种固相连接工艺,以其优质、高效、精密、节能的特点,广泛应用在航空航天、核工业、海洋开发等领域及轨道交通、汽车制造、石油钻探、机械制造等产业部门,在铝及其合金的焊接方面显示出了巨大的优势。对于导电铝合金的连接,既要考虑强度又要保证电导率,摩擦焊应用于导电铝合金的连接具有很大的优势。本文以导电铝合金6063-t6铝合金为研究对象,进行了旋转摩擦焊试验,分析了摩擦压力、摩擦时间及顶锻压力对接头组织结构、析出相、显微硬度、拉伸强度、导电性能及耐腐蚀性的影响。试验结果表明,6063-t6铝合金旋转摩擦焊焊核区均为细小等轴晶粒;热影响区晶粒发生二次长大;热机影响区晶粒尺寸突变较为明显,大塑性变形形成的被拉长晶粒清晰可见。在摩擦压力为40-60MPa时,摩擦时间为5-7s时,顶锻压力为60-90MPa时,均可以获得表面成形良好,飞边成形较为均匀的焊接接头。透射电镜观察的结果表明,在热输入较低的情况下,焊核区存在明显的平衡相β相,并未观察到β"、β’等析出强化相,意味着焊核区原有的析出相在摩擦热作用下向平衡相转变。随着摩擦热输入的增加,焊核区中的β相也开始消失,意味着在大的塑形变形及高温下,β相重新固溶入铝基体形成过饱和固溶体。焊核区通过动态再结晶形成细小等轴晶,6063铝合金中主要的强化相β"相基本消失,主要强化方式是细晶强化、固溶强化等,晶粒尺寸主要受摩擦压力和时间的影响。焊接接头的断裂位置均发生在热影响区硬度最低处,并且焊接接头在断裂位置处发生了明显的缩颈,断口较平整,焊接接头断口形式为以韧性断裂为主的混合断裂。在顶锻压力为90MPa时,摩擦压力60MPa,摩擦时间7s时获得强度最高的接头,强度为165.7Mpa,为母材强度的74.4%。焊接接头的电导率一般优于母材,原因是固溶元素不断析出生成析出相,降低了晶格畸变对电子散射的影响,提高了接头导电性能。在顶锻压力120MPa,摩擦压力60MPa,摩擦时间7s时,获得电导率最高的焊接接头,电导率50.64%IACS。焊接接头硬度分布均呈现“W”型,在热影响区近热机影响区附近硬度最低,焊核区硬度较高但仍低于母材硬度。耐蚀性试验表明,在室温、除氧情况下的3.5%NaCl溶液中,焊核区未发生钝化现象,30MPa摩擦压力焊接接头耐腐蚀性最好。摩擦时间5s的试样耐蚀性最好,7s的最差。120MPa顶锻压力的试样接头耐蚀性最好,90MPa的最差。

关键词：摩擦焊 6063-t6铝合金显微组织力学性能耐腐蚀性能析出相

焊后涂装工艺对6063-t6铝合金MIG焊t型接头组织和性能的影响

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机械工程材料 2020年第2期44卷 37-42页

作者：向瀚林徐从昌林启权李落星林天豪华家辉湘潭大学机械工程学院湘潭411105 湖南大学机械与运载工程学院长沙410082 湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室长沙410082

采用金属熔化极惰性气体保护(MIG)焊制备6063-t6铝合金t型接头,之后对t型接头进行涂装,研究了焊后涂装工艺对接头组织与性能的影响。结果表明:涂装工艺对接头各区域晶粒形态和尺寸没有影响,涂装后热影响区中针状β″相析出量明显增加;... 详细信息

采用金属熔化极惰性气体保护(MIG)焊制备6063-t6铝合金t型接头,之后对t型接头进行涂装,研究了焊后涂装工艺对接头组织与性能的影响。结果表明:涂装工艺对接头各区域晶粒形态和尺寸没有影响,涂装后热影响区中针状β″相析出量明显增加;焊后涂装可以显著提高接头的力学性能,抗拉强度较涂装前的提高了13%,热影响区的显微硬度较涂装前的提高了18.8%;涂装完成前,接头最薄弱区域为热影响区,而涂装完成后,最薄弱区域为焊缝处;涂装后镁、硅原子在热影响区富集形成溶质原子富集区(GP区),同时针状β″相析出量的增加干扰位错运动,导致热影响区的硬度大幅提高,而使焊缝处成为接头的最薄弱区域。

关键词： 6063-t6铝合金涂装工艺 t型接头显微组织力学性能

焊后热处理对6063-t6铝合金搅拌摩擦焊接头微观组织与力学性能的影响

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铸造技术 2022年第4期43卷 270-275页

作者：浦健欣孙巍张辉东北大学材料科学与工程学院辽宁沈阳110819 东北大学材料电磁过程研究教育部重点实验室辽宁沈阳110819 辽宁忠旺集团有限公司研究院辽宁辽阳111003

研究了固溶处理(540℃×1 h)、时效处理(175℃×8 h)、固溶+时效处理(540℃×1 h+175℃×8 h)对3 mm厚6063-t6铝合金搅拌摩擦焊接头微观组织和力学性能的影响。结果表明,焊后接头焊核区平均晶粒尺寸仅为3.2μm;固溶处理后接头由于第二... 详细信息

研究了固溶处理(540℃×1 h)、时效处理(175℃×8 h)、固溶+时效处理(540℃×1 h+175℃×8 h)对3 mm厚6063-t6铝合金搅拌摩擦焊接头微观组织和力学性能的影响。结果表明,焊后接头焊核区平均晶粒尺寸仅为3.2μm;固溶处理后接头由于第二相粒子对晶界钉扎效应减弱,部分晶粒晶界发生迁移,出现不同程度异常晶粒长大,并出现尺寸超过500μm的大晶粒;时效处理后接头组织形貌未发生明显改变,焊核区平均晶粒尺寸为4.5μm;固溶+时效处理后接头组织形貌与固溶后相似。固溶后接头强度和整体硬度均降低,但伸长率提高;时效及固溶+时效由于析出强化起主要作用,接头强度和整体硬度均提高,但伸长率有所降低。其中,时效后接头抗拉强度最高,为212.6 MPa;固溶后接头抗拉强度最低,为138.8 MPa。

关键词：搅拌摩擦焊 6063-t6铝合金固溶时效异常晶粒长大

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6063铝合金管件双向轴压电磁胀形研究

锻压技术 2023年第5期48卷 31-38页

作者：孙晓明纪亚楠王抒周楠崔晓辉中南大学机电工程学院湖南长沙410083 中南大学轻合金研究院湖南长沙410083

6063铝合金管件具有质轻、比强度高和耐腐蚀等优点,但是其在常温下塑性变形时容易开裂。采用两种管件电磁胀形方法,即无轴向加压管件胀形(方案1)和双侧刚性驱动轴向加压管件胀形(方案2)。与方案1相比,当驱动板直径增加至Φ110 mm时,方案... 详细信息

6063铝合金管件具有质轻、比强度高和耐腐蚀等优点,但是其在常温下塑性变形时容易开裂。采用两种管件电磁胀形方法,即无轴向加压管件胀形(方案1)和双侧刚性驱动轴向加压管件胀形(方案2)。与方案1相比,当驱动板直径增加至Φ110 mm时,方案2中管件的最大胀形高度提高了100%。建立了管件电磁胀形的3D有限元仿真模型,得到模拟和实验结果的最大误差小于10%。模拟发现:在方案2中管件中部节点的周向应变稍小于方案1的情况下,其厚向应变数值明显更小,则在胀形高度接近的情况下,方案2中管件的减薄率更小;在方案1和方案2的最大厚向应变数值相近(接近破裂)的情况下,方案2中的管件的最大周向应变增加了75.2%,管件端部和中部的压强比值为36.95。

关键词：电磁胀形 6063-t6铝合金双向轴压变形轮廓压强比

铝合金阳极氧化膜封孔质量检验方法的对比研究

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铝加工 2019年第4期42卷 38-41页

作者：尤媛曲凤娇肖宝靓曹阳杨波王复栋辽宁忠旺集团有限公司

采用磷铬酸法、磷酸法和磷酸钼酸钠法对经过不同封孔工艺处理的6063-t6铝合金阳极氧化膜的封孔质量进行检测。结果表明,磷酸法和磷酸钼酸钠法与磷铬酸法的检测结果具有良好的对应关系。与磷铬酸法相比,磷酸法缺少了缓蚀剂,当裸露铝基体... 详细信息

采用磷铬酸法、磷酸法和磷酸钼酸钠法对经过不同封孔工艺处理的6063-t6铝合金阳极氧化膜的封孔质量进行检测。结果表明,磷酸法和磷酸钼酸钠法与磷铬酸法的检测结果具有良好的对应关系。与磷铬酸法相比,磷酸法缺少了缓蚀剂,当裸露铝基体与阳极氧化膜面积比小于10%时,其失重质量比磷酸法偏高2mg/dm^2左右。由于磷酸对铝具有腐蚀性,因此,质量损失随着面积比的增大而变大。所以采用磷酸法进行检测时,应对裸露的铝基体进行密封后再进行试验。磷酸钼酸钠法与磷铬酸法之间的试验误差较小,基本都在±1mg/dm^2范围内,并且钼酸钠具有缓蚀剂的作用,与裸露铝基体面积的大小无关。用磷酸钼酸钠法替代磷铬酸法对铝合金阳极氧化膜封孔质量的评价具有很好的效果,而且更安全环保。

关键词： 6063-t6铝合金阳极氧化膜封孔质量磷铬酸法磷酸法

铝合金阳极氧化膜封孔质量检验方法的对比研究

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铝合金阳极氧化膜封孔质量检验方法的对比研究