鋁合金攪拌摩擦焊焊縫中S曲線的研究.pdf

1、鋁合金攪拌摩擦焊過程中，當焊接規范參數選取不當時，攪拌摩擦焊接頭中會出現一種S形狀的缺陷，影響了鋁合金攪拌摩擦焊接頭在航空航天、汽車、船舶等工業領域的推廣及應用。本課題以鋁合金為試驗材料，分別采用圓柱光面、圓柱右螺紋、圓柱左螺紋攪拌頭進行工藝試驗，分析S曲線的形成規律；用掃描電鏡對S曲線進行觀察，總結出鋁合金中S曲線的顯微結構；通過對比有、無S曲線試樣的接頭力學試驗結果，分析S曲線如何影響接頭性能，為鋁合金接頭中的S曲線的應用提供理論依

2、據。
　　通過對比平鋪焊、銑去和不銑去對接面氧化膜后所焊焊縫橫截面宏觀形貌，發現去除對接面氧化膜后，焊縫中不會出現S曲線。通過SEM觀察發現S曲線由黑色連續的細線組成，能譜分析其主要成分是氧和鋁，因此確定S曲線來源于對接面氧化膜。
　　圓柱光面攪拌頭焊接時，焊縫中的塑化金屬以層流為主，對接面上的氧化膜受軸肩和攪拌針的旋轉摩擦作用；圓柱右螺紋攪拌頭焊接時，對接面上的氧化膜受焊縫上部軸肩的旋轉運動、攪拌針與原焊接面之間的相互作用

3、以及焊縫上部金屬朝遠離焊縫中心線的方向的綜合作用。
　　圓柱光面攪拌頭焊接時，當焊接速度一定，增大攪拌頭旋轉速度，S曲線向前進邊水平方向延伸的距離增大；當攪拌頭旋轉速度一定，增大焊接速度，S曲線向前進邊方向水平延伸的距離減小。圓柱右螺紋攪拌頭焊接時，當焊接速度一定，增大攪拌頭旋轉速度，S曲線向下延伸的角度減??；當攪拌頭旋轉速度一定，增大焊接速度，S曲線向下延伸的的角度增大。
　　含有S曲線的拉伸試樣都沿焊縫中的S曲線斷裂，斷