高强铝合金摩擦行为及表征

【摘要】：搅拌摩擦焊接可以有效的焊接很多普通焊接方法难以焊接的金属，对于搅拌摩擦焊接工艺过程中摩擦机理的研究至关重要。本文通过摩擦试验对高强铝合金变压力、变转速和不同时间条件下的摩擦系数进行测定，采用扫描电镜对摩擦后磨痕表面形貌进行分析，模拟搅拌摩擦焊接过程摩擦行为，研究高强铝合金在不同条件下的摩擦类型演变并与实际搅拌摩擦焊接过程相比对。 结果表明：2024铝合金在摩擦初期摩擦系数呈波动较大的状态，并随时间的增长逐渐趋于平缓，摩擦开始阶段以干摩擦为主，稳定阶段以铝合金之间的粘滞流动为主。摩擦系数随压力变化先增大后减小，随转速的增大呈波动状态。7050铝合金摩擦系数较2024铝合金小，在摩擦初期摩擦系数亦呈较大波动状态，随时间的增长逐渐趋于平缓，摩擦的初期以干摩擦为主，稳定阶段以铝合金同体之间的粘滞流动为主。摩擦系数在低压力下波动较大，中压力和高压力下波动较小，低转速下波动范围较小，高转速下呈周期性波动状态。所有条件下两者的摩擦系数均在0.3到0.6之间。 摩擦系数的急剧升降取决于环境因素以及摩擦副之间的粘滞流动接触状态。从摩擦后磨痕表面形貌与实际搅拌摩擦焊接后匙孔形貌对比分析可以看出，两者均存在粘滞流动层、犁沟、磨屑等形貌。由此可见用实验的方法模拟搅拌摩擦焊接中的摩擦机制演变行为是可行的。