7xxx喷射成型铝合金搅拌摩擦焊工艺与组织性能研究

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喷射成型工艺与传统的铸造工艺相比，材料元素固溶度大、晶粒细小、组织均匀、偏析程度小、冷却速度快可到达102～103K/s。喷射成型工艺制备的喷射成形7xxx系铝合金具有超高强度和塑性，其综合性能在国际上处于领先地位，强度在现有成熟牌号铝合金中最高。本论文对4mm喷射成型7xxx铝合金进行搅拌摩擦焊焊接性研究，开发出适合此种板材对接的搅拌头及焊接工艺。研究了9341工具钢制成的三种不同几何形状的搅拌头对焊缝成形的影响，研究结果表明：采用圆锥形带螺纹凹面搅拌头在合理的焊接工艺参数条件下可以得到无任何缺陷的焊缝，焊缝成形较好。工艺优化试验中，分别改变焊接速度和旋转速度，确定工艺参数对接头抗拉强度的影响。对于喷射成型7475铝合金，当搅拌头旋转速度S=1200r/min，焊接速度F=80mm/min时试样断裂在母材处，达到最高值442MPa。对于喷射成型7055铝合金，焊接速度为F=80mm/min不变的情况下，旋转速度800～1200r/min时力学性能较好且较稳定，当搅拌头旋转速度S=1000r/min，焊接速度F=100mm/min时达到最高值455MPa。通过金相试验可以观察到，由于焊接时搅拌头对焊核区金属进行强烈而均匀地搅拌焊缝中心为动态再结晶等轴晶粒，晶粒细小。焊缝两侧热机影响区组织存在较大差异，前进侧为窄条状组织，回退侧为扁平块状组织；热影响区组织发生了回复、再结晶、粗化。通过对断裂在焊缝处的试样进行断口试验，可以观察到，试样拉伸断裂在焊缝的前进侧热机械影响区，试样断后稍有颈缩，但不明显，断口大部分为韧窝区。喷射成型7475铝合金焊缝显微硬度的最低值出现在前进侧，说明前进侧是焊缝的薄弱环节，这与焊缝断口位置相对应。

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作者
史超;
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作者单位

江苏科技大学;

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授予单位江苏科技大学;
学科材料加工工程
授予学位硕士
导师姓名严铿;
年度 2011
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原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类焊接、金属切割及金属粘接;
关键词
喷射成型; 铝合金; 摩擦焊工艺; 组织;

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