大厚度6061-T6鋁合金板攪拌摩擦焊研究.pdf

1、6061-T6鋁合金屬Al-Mg-Si系可熱處理強化鋁合金,具有中等強度、良好的塑韌性、耐腐蝕性和擠壓性等優點,在航空航天、航海以及軌道車輛等領域被廣泛使用。目前針對6061-T6鋁合金的傳統焊接方法存在易產生焊接裂紋和氣孔、焊接變形大、焊縫力學性能不高等問題,大厚度焊接則更加困難。攪拌摩擦焊作為一種新型固相連接方法為6061-T6鋁合金厚板焊接提供了一種新的解決途徑。
　　 攪拌摩擦焊溫度場和流場是影響焊縫微觀組織和力學性能的

2、重要因素,本文應用流體動力學理論和計算流體分析軟件FLUENT構建了不同厚度與不同工藝參數的6061-T6鋁合金板攪拌摩擦焊的溫度場和流場模型。數值仿真的結果和試驗結果基本吻合。
　　 在數值仿真的基礎上,分別對厚度為22mm和60mm6061-T6鋁合金板進行了單道與雙道攪拌摩擦焊接試驗,在22mm6061-T6鋁合金板的焊接試驗中,采用了多種焊接速度,結果表明焊接速度對焊縫成形與力學性能有重要影響;在60mm6061-T6鋁

3、合金板的雙道攪拌摩擦焊試驗中,當旋轉速度為1000r/min、焊接速度為80mm/min時,焊接接頭強度達到218MPa,為母材的70％。本文對焊縫進行了力學性能測試,并選取顯微硬度較低的點進行組織強化相觀察,結果表明黑色Mg2Si相是6061-T6鋁合金的主要強化相,它的尺寸、形態和含量對焊接頭力學性能有較大影響,由焊接熱循環引發的強化相重固溶和過時效是導致焊接頭力學性能下降的重要原因;對不同厚度的微觀組織進行光學和電鏡觀察,結果表明