《精密成形工程》2018年04期收藏|投稿|手机打开手机客户端打开本文6061铝合金无倾角搅拌摩擦焊工艺及性能吕志军张昊郭跃黄永德【摘要】：目的为了适应空间曲面构件的搅拌摩擦焊,开展6061铝合金无倾角搅拌摩擦焊工艺及性能的研究。方法采用无倾角搅拌摩擦焊用的搅拌头,对5mm厚6061-T6铝合金板材进行试验,研究焊缝成形及接头力学性能,并分析接头组织特征。结果零倾角搅拌摩擦焊接头从组织上可区分为5个不同区域:焊核区(WNZ)、热力影响区(TMAZ)、热影响区(HAZ)、轴肩影响区(SAZ)和母材(BM);随着搅拌头转速增加,焊缝宽度和焊核尺寸均先变大后变小;随焊接速度增加,焊缝宽度和焊核尺寸均逐渐变小;当焊接速度固定时,随搅拌头转速增加,接头拉伸强度先增加后减小;当搅拌头转速固定时,随焊接速度增加,接头拉伸强度逐渐增大。结论采用无倾角搅拌摩擦焊接方法,能够实现对5mm厚6061-T6铝合金板材的有效焊接。【作者单位】：天津航空机电有限公司南昌航空大学轻合金加工科学与技术**重点学科实验室华恒焊接股份有限公司【基金】：轻合金加工科学与技术**重点学科实验室开放基金(gf)江西省2016年度研究生创新专项资金。常见工业纯铝的牌号有1070。江苏ACP 5080服务介绍
焊缝表面没有气孔，镀锌层几乎没有影响.从中可以看出，焊接时铝侧发生熔化焊，钢侧发生的是钎焊，为熔钎焊连接.接头分为富锌区(A)，钢侧界面层(B)，焊缝区(C)和焊接热影响区(D).微观组织分析为中A,B,C和D四个区域的放大，对富锌区的放大，对图中的1处进行能谱分析，结果如表1所示.发现1处主要含有锌和铝，锌的含量达到，根据Al-Zn二元相图可知，1处为Al-Zn固溶体.富锌区主要集中于焊趾部分，产生富锌区的原因主要是在电弧的边缘温度较低，镀锌层熔化，锌能溶于铝中，因此富集在焊趾部分.而处于电弧中心的温度较高，锌发生蒸发，锌的残留量极少.富锌区的形成阻碍了Fe-Al中间化合物的形成，并且在富锌区与镀锌钢板之间几乎没有界面化合物层产生.为钢侧界面层的放大，可以看出在镀锌钢与焊缝界面生成了一个化合物层，该层靠镀锌钢板一侧边缘较为整齐，另一侧参差不齐，呈锯齿状，界面层的厚度约为3～4μm.白线方向进行线扫描其结果如图4所示.可以看出，Al元素在焊缝处的含量远大于Fe元素，在界面Al元素开始减小，Fe元素开始增加。 浙江ACP 5080推荐厂家该状态代号*表示产品处于自然时效阶段。
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在工业上越来越地采用阳极氧化或化学氧化的方法，在铝及铝合金制件表面生成一层氧化膜，以达到防护一装饰的目的。一、经化学氧化处理获得的氧化膜，厚度一般为～4um，质软、耐磨和抗蚀性能均低于阳极氧化膜。所以，除有特殊用途外，很少单独使用。但它有较好的吸附能力，在其表面再涂漆，可有效地提高铝制品的耐蚀性和装饰性。二、经阳极氧化处理获得的氧化膜，厚度一般在5-20vm，硬质阳极氧化膜厚度可达60-2500m。其膜层还具有似下特性（1）硬度较高。纯铝氧化膜的硬度比铝合金氧化膜的硬度高。通常，它的硬度大小与铝的合金成份、阳极氧化时电解液的技术条件有关。阳极氧化膜不仅硬度较高，而且有较好的耐磨性。尤其是表面层多孔的氧化膜具有吸附润滑剂的能力，还可进一步改善表面的耐磨性能。2有较高的耐蚀性。这是由于阳极氧化膜有较高的化学稳定性。经测试，纯铝的阳极氧化膜比铝合金的阳极氧化膜耐蚀性好。这是由于合金成分夹杂或形成金属化合物不能被氧化或被溶解，而使氧化膜不连续或产生空隙，从而使氧化膜的耐蚀性大为降低。所以，一般经阳极氧化后所得的膜必须进行封闭处理，才能提高其耐蚀性能。3有较强的吸附能力。铝及铝合金的阳极氧化膜为多孔结构。纯铝的主要特点是密度小。安徽精密ACP 5080价格行情
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结果如表1所示.可以看出4处主要含有Al元素，含量为Al，因此可知4处的主要成分为α-Al固溶体.而5处主要含有Al元素和Si元素，含量为Al，Si，根据Al-Si二元相图可知，5处的主要成分为Al-Si共晶.因为焊接时铝的熔点低，钢的熔点远高于铝，因此铝侧发生熔焊，而镀锌钢侧发生钎焊，所以焊缝区主要是由熔化的铝和焊丝所组成的.图3d为焊接热影响区，其宽度约为270μm，主要是由于在焊接过程中，靠近焊缝的母材受到不同程度的热量，组织发生变化所形成的区域.焊接热影响区对接头的力学性能有很大的影响.通过以上分析可知，焊接接头的富锌区位于焊趾部位，主要是Al-Zn固溶体；焊缝区主要是α-Al固溶体和Al-Si共晶；焊接热影响区宽度约为270μm，对接头的力学性能有很大的影响；钢侧界面层厚度约为3～4μm，靠近镀锌钢一侧边缘较为整齐，另一侧参差不齐，呈锯齿状，其成分主要为FeAl3和Fe2Al5.力学性能测试与断口分析对7075铝合金和镀锌钢板的熔钎焊接头进行拉剪试验，图6为接头和母材的载荷-位移曲线，图7为接头的拉伸断裂形貌.可以看出接头的断裂位置存在两种形式,分别为从钢侧界面层处断裂和焊缝热影响区断裂.其中焊缝热影响区处断裂的拉剪强度为127MPa。江苏ACP 5080服务介绍
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