控冷条件下高强铝合金搅拌摩擦焊接头组织与性能

【摘要】：本文是为了寻求一种提高7050高强铝搅拌摩擦焊接焊接头强度与韧性的优化工艺,在空气、20℃水下、100℃水下不同控制冷却条件下进行搅拌摩擦焊焊接,研究不同控制冷却条件下焊接工艺对接头各区域组织与力学性能的影响规律。结果表明: 不同的控制冷却条件下,搅拌摩擦焊接头焊核区、热机影响区、热影响区组织均发生了明显变化。焊核区晶粒尺寸与母材相比都得到了细化,20℃水下晶粒尺寸最小、100℃水下次之,空气中最大。热影响区的范围随焊接环境温度的升高逐渐变宽,并且与母材有明显的分界。搅拌摩擦焊接头焊核区、热影响区DSC分析表明,随着转速的提高和焊接环境温度的升高,强化相析出量增多。 不同的控制冷却条件下,搅拌摩擦焊接头性能也发生了显著的变化。在相同冷却条件下,焊接接头的抗拉强度随转速的提高而升高。随着焊接环境温度的升高,接头抗拉强度和硬度逐渐提高。焊接接头的延伸率在20℃水下最低,空气次之,100℃水下最高。拉伸断裂位置多在热影响区处,断口均呈现以韧窝为主的韧性断裂特征。100℃水下转速为800 rpm的条件下,搅拌摩擦焊接头获得了最高的抗拉强度与最大的延伸率。由此可见,控制冷却是一种有效提高搅拌摩擦焊接头强度与韧性的工艺方法。