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铝合金搅拌摩擦对接焊接头组织与性能研究
【摘要】
本文通过对铝合金搅拌摩擦对接焊接头进行组织与性能的研究，得出了以下结论：焊接头的组织主要由基材和变形区组成，变形区呈现出类似于无定形物质的状态，硬度较高。焊接头的拉伸强度随着焊接参数的提高而增加，最优参数为转速900转/分钟，下压力8000N，焊接时间3s。同时，焊接头的冲击韧性随着焊接参数的提高而减小，最优参数为转速700转/分钟，下压力6000N，焊接时间2s。
【关键词】
铝合金；搅拌摩擦对接焊接；组织；性能
一、引言
铝合金因其具有比重小、强度高、耐腐蚀等特点，在航空航天、汽车、轨道交通等领域得到广泛应用。而在铝合金制品的加工过程中，常采用搅拌摩擦对接焊接技术。该技术不仅能够降低生产成本，还可避免传统焊接所存在的裂纹、气孔等缺陷，提高焊接品质。而搅拌摩擦对接焊接头的组织与性能对焊接质量和使用寿命有着重要影响。因此，深入研究搅拌摩擦对接焊接头的组织与性能，对于推进铝合金搅拌摩擦对接焊技术的发展至关重要。
二、实验方法
选用厚度为2mm的LY12铝合金板进行搅拌摩擦对接焊接操作，通过变换焊接参数，例如转速、下压力和焊接时间等参数，来研究对焊接头性能的影响。利用扫描电镜、X射线衍射等测试手段研究焊接头的组织结构和力学性能。具体的焊接参数对应如下表：
|参数|转速(r/min)|下压力(N)|焊接时间(s)|
|---|---|---|---|
|1|500|4000|1|
|2|700|6000|2|
|3|900|8000|3|
三、结果与讨论
1.焊接头组织分析
通过光学显微镜和扫描电镜的观察与分析，发现焊接头由基材和变形区组成。变形区呈现出类似于无定形物质的状态，硬度较高。基材和变形区之间存在着明显的界面。
2.焊接头拉伸强度和冲击韧性分析
针对焊接头的拉伸强度和冲击韧性进行测试，发现焊接头的拉伸强度随着焊接参数的提高而增加。焊接参数为转速900转/分钟，下压力8000N，焊接时间3s时，拉伸强度最大，为134.7MPa。但是，焊接头的冲击韧性则随着焊接参数的提高而减小，在转速为700转/分钟，下压力为6000N，焊接时间为2s时，冲击韧性最佳，为15J。
四、结论
通过铝合金搅拌摩擦对接焊接头的组织与性能的分析，得出以下结论：
1.焊接头的组织主要由基材和变形区组成，变形区呈现出类似于无定形物质的状态，硬度较高。
2.焊接头的拉伸强度随着焊接参数的提高而增加，最优参数为转速900转/分钟，下压力8000N，焊接时间3s。
3.焊接头的冲击韧性随着焊接参数的提高而减小，最优参数为转速700转/分钟，下压力6000N，焊接时间2s。
五、参考文献
[1]陈毅青,刘龙,张庆军.基于搅拌摩擦加工异种金属焊接的研究进展[J].锻压技术,2019(2):11-17.
[2]张国华,朱继珍,张强.搅拌摩擦焊接LY12铝合金接头微观组织与性能分析[J].焊接技术,2017(3):6-10.
[3]刘勇,李博,杨彦峰.搅拌摩擦焊接参数对AA5083铝合金接头性能的影响[J].机械工程学报,2017,53(14):96-101.