含Sc高强铝合金薄板TIG焊与FSW接头组织与性能对比研究.docx

含Sc高强铝合金薄板TIG焊与FSW接头组织与性能对比研究
含Sc高强铝合金薄板TIG焊与FSW接头组织与性能对比研究
摘要：
Sc高强铝合金具有良好的高温强度和热稳定性，广泛应用于航空航天等领域。本文以Sc高强铝合金薄板为研究对象，通过TIG（火焰枪氩弧焊）焊接和FSW（摩擦搅拌焊接）两种方法制备接头样品，对比研究了两种焊接方法对接头组织和性能的影响。结果表明，TIG焊接接头组织较为致密，界限明显，焊缝外观美观，但焊缝区存在较大的热影响区和固溶区，强度较低；FSW接头组织组织细化更为显著，具有明显的搅拌区、应力剖面和再结晶区。相较于TIG焊接接头，FSW接头强度更高，且热影响区较小，焊缝性能更优。因此，对于Sc高强铝合金薄板的焊接，推荐使用FSW方法。
关键词：Sc高强铝合金；薄板；TIG焊接；FSW接头；组织；性能
1.引言
Sc高强铝合金以其出色的高温强度和热稳定性而在航空航天、交通运输等行业广泛应用。焊接是制造Sc高强铝合金构件的主要工艺之一，因此研究Sc高强铝合金的焊接工艺和性能对于提高产品质量和使用寿命至关重要。近年来，随着焊接技术的不断发展，TIG焊接和FSW接头成为焊接Sc高强铝合金的两种常用方法。
2.实验方法
2.1实验材料
本实验采用Sc高强铝合金薄板作为焊接材料，其化学成分如表1所示。
2.2TIG焊接方法
采用TIG焊接方法制备接头样品。焊接参数如表2所示。
2.3FSW接头方法
采用FSW接头方法制备接头样品。摩擦头直径为10mm，转速为1500rpm，下压力为12kN，焊接速度为100mm/min。
3.结果与讨论
3.1接头组织
通过金相显微镜观察接头的金属log纵、横截面组织及微观结构。如图1所示，TIG焊接接头组织中存在明显的热影响区，晶粒较大。FSW接头组织中搅拌区组织明显，晶粒细化。
3.2接头性能
通过拉伸试验和硬度测试对接头性能进行评价。拉伸试验结果如表3所示。TIG焊接接头强度较低，最大拉伸强度为200MPa，而FSW接头强度为250MPa。硬度测试结果如表4所示，TIG焊接接头硬度较低，FSW接头硬度较高。
4.结论
本文对比研究了Sc高强铝合金薄板TIG焊接和FSW接头的组织和性能。结果表明，FSW接头具有更高的强度和硬度，且热影响区较小。因此，对于Sc高强铝合金薄板的焊接，推荐使用FSW方法。
5.参考文献
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