6016-T4和5182-O铝合金回填式搅拌摩擦点焊力学性能研究
铝合金搅拌摩擦焊后人工时效力学性能数值模拟
铝合金搅拌摩擦焊后人工时效力学性能数值模拟万震宇;周霞;张昭【期刊名称】《航空材料学报》【年(卷),期】2017(037)004【摘要】采用KWN模型构建搅拌摩擦焊接中Al-Mg-Si系铝合金沉淀相演化计算模型,通过将屈服强度分为晶粒大小、固溶相和析出相三部分贡献,可以计算平板搅拌摩擦焊后的屈服强度和硬度.进一步研究不同焊后人工时效条件下,焊接平板力学性能变化的机理.结果表明:更长的焊后保温时间有利于搅拌区力学性能的回复;较高的保温温度有利于搅拌区力学性能的快速回复,但是当温度高于200 ℃时,长时间保温会使母材软化,不利于力学性能回复;通过焊后人工时效不能明显改善热影响区的力学性能.【总页数】6页(P19-24)【作者】万震宇;周霞;张昭【作者单位】大连理工大学运载工程与力学学部工程力学系工业装备结构分析国家重点实验室,辽宁大连116024;大连理工大学运载工程与力学学部工程力学系工业装备结构分析国家重点实验室,辽宁大连116024;大连理工大学运载工程与力学学部工程力学系工业装备结构分析国家重点实验室,辽宁大连116024;大连理工大学国际计算力学研究中心,辽宁大连116024【正文语种】中文【中图分类】TG402【相关文献】1.多次人工时效对低压铸造A356.2铝合金轮毂力学性能的影响 [J], 刘宏磊;梁勇;郑宝全;刘智峰;于宝满2.人工时效条件对重力铸造B356铝合金力学性能的影响 [J],D.DIONI;S.CECCHEL;G.CORNACCHIA;M.FACCOLI;A.PANVINI3.人工时效与自然时效对Al-7Si-0.6Mg铝合金组织与力学性能的影响 [J], 夏峰;李建平;李高宏;朱满4.人工时效条件对重力铸造B356铝合金力学性能的影响（英文） [J],D.DIONI;S.CECCHEL;G.CORNACCHIA;M.FACCOLI;A.PANVINI;5.焊后热处理对AA7204-T4铝合金搅拌摩擦焊接头组织与力学性能的影响 [J], 邓运来; 邓舒浩; 叶凌英; 林森; 孙琳; 吉华因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
6061-T4铝合金板双轴肩搅拌摩擦焊研究的开题报告
6061-T4铝合金板双轴肩搅拌摩擦焊研究的开题报告题目： 6061-T4铝合金板双轴肩搅拌摩擦焊研究的开题报告一、研究背景及研究意义随着现代工业对轻量化高强度材料的需求的增加，铝合金作为一种轻质高强度材料已经广泛应用于汽车、航空、航天等领域。
摩擦焊技术是一种绿色环保的焊接方法，有着许多优越的特点，包括能够焊接不同种类材料、不需要填充材料等。
其中，搅拌摩擦焊技术被认为是一种新型高效的焊接方法，因其能够获得具有较高强度和良好组织的焊接接头而备受关注。
本研究将针对6061-T4铝合金板进行搅拌摩擦焊研究，通过优化搅拌参数，探究双轴肩搅拌摩擦焊技术对该材料的影响，进而提高焊接接头的强度和性能，并为实际生产提供参考和指导。
二、研究内容及研究方法本研究将以6061-T4铝合金板为研究对象，采用双轴肩搅拌摩擦焊工艺，探究以下内容：1. 焊接接头的组织形貌和显微结构特征2. 不同搅拌参数对焊接接头的强度和性能的影响3. 比较双轴肩搅拌摩擦焊和其他焊接方法的优缺点研究方法包括实验室实验和理论分析，通过扫描电镜、显微组织分析和力学试验等手段对焊接接头进行性能测试和形貌表征，对实验数据进行统计分析，并结合已有文献进行理论探讨。
三、研究进度安排第一年：1.了解搅拌摩擦焊技术的基本原理和发展历程，查阅相关文献和案例进行分析2.构建双轴肩搅拌摩擦焊实验平台，完成6061-T4铝合金板的焊接实验并对焊接接头进行性能测试和形貌表征第二年：1.对实验数据进行统计分析，比较不同搅拌参数对焊接接头性能的影响2.分析搅拌摩擦焊技术的优缺点，对比其他焊接方法第三年：1.总结并归纳研究成果，撰写学术论文并提交期刊2.撰写结题报告，准备答辩四、预期成果及应用前景本研究将有助于深入理解和掌握搅拌摩擦焊技术的原理和应用，并为轻量化高强度材料的研究和应用提供参考和指导。
同时，该研究也将为实际生产提供具有可操作性和实际应用价值的技术方法，为我国相关领域的发展做出贡献。
基于Pamstamp的5182铝合金发动机罩内板冲压数值模拟
基于Pamstamp的5182铝合金发动机罩内板冲压数值模拟傅垒;李利;黄鸣东;刘成【摘要】通过三个方向的单向拉伸试验及成形极限试验,获得了5182铝合金的材料性能数据,建立了5182铝合金成形用材料模型.基于Pamstamp软件,建立了铝合金发动机罩内板的冲压数值模型,获得了压边力为1 000kN,摩擦因数为0.12时铝合金发动机罩内板的成形性能.研究了工艺参数对铝合金发动机罩内板成形的影响,获得了压边力、摩擦因数对其减薄率和增厚率的影响规律.通过铝合金发动机罩内板冲压试验,验证了数值模拟的可靠性.【期刊名称】《轻合金加工技术》【年(卷),期】2019(047)007【总页数】6页(P48-53)【关键词】5182铝合金;材料模型;冲压数值模拟;工艺参数【作者】傅垒;李利;黄鸣东;刘成【作者单位】中铝材料应用研究院有限公司,北京昌平102209;中铝材料应用研究院有限公司,北京昌平102209;中铝材料应用研究院有限公司,北京昌平102209;中铝材料应用研究院有限公司,北京昌平102209【正文语种】中文【中图分类】TG386铝合金具有密度小、回收率高、耐腐蚀性强等优点，是汽车轻量化的主要材料之一[1-2]。
汽车用铝覆盖件和大部分铝制车身结构件都是通过冲压加工制造。
冲压加工具有生产效率高、成本低、成形稳定等特点[3]。
通过对铝合金汽车零部件进行冲压数值模拟，可以有效提高冲压件成形质量，缩短开发周期，降低生产成本[4-5]。
由于铝合金板材具有一定的各向异性，为了准确模拟其冲压成形过程，提高冲压成形数值模拟的可靠性，建立准确的各向异性铝合金材料模型十分重要[6-7]。
本文作者通过对板材三个方向进行拉伸试验，获得了5182铝合金的各向异性参数，建立了5182铝合金冲压成形用材料模型。
以某车型的5182铝合金发动机罩内板为分析对象，基于Pamstamp有限元软件建立冲压数值模型，研究工艺参数对该发动机罩内板成形的影响，分析其成形后特定区域减薄率、增厚率的变化规律，为企业的实际生产提供参考。
6061-T4铝合金搅拌摩擦焊焊接热循环特性分析
6061-T4铝合金搅拌摩擦焊焊接热循环特性分析徐凤林;付宁宁;吉华;汪虎;张腾【摘要】搅拌摩擦焊(FSW)焊接热循环特性影响接头微观组织及综合性能.采用温度场实测试验与数值模拟相结合的方法获得了6061-T4铝合金FSW焊接热循环的主要参数指标.结合合金二元相图分析FSW接头组织,并通过时间-温度-硬度曲线(TTP曲线)探讨焊接热循环与接头性能的关系.结果表明:焊缝中心区域温度值最高,焊接对接板测点温度随离焊缝中心线距离的增加而降低,试验与计算数值有一定偏差,但两者分布趋势基本一致;通过焊接热循环和二元相图可以分析搅拌焊接头组织;TTP曲线研究表明,焊接热循环能直接反映焊接接头的硬度等性能.【期刊名称】《电焊机》【年(卷),期】2014(044)004【总页数】5页(P62-66)【关键词】6061-T4铝合金;搅拌摩擦焊(FSW);焊接热循环;合金相图与微观组织;TTP曲线【作者】徐凤林;付宁宁;吉华;汪虎;张腾【作者单位】南车南京浦镇车辆有限公司,江苏南京210031;南车南京浦镇车辆有限公司,江苏南京210031;上海航天设备制造总厂,上海200245;航天工程装备(苏州)有限公司,江苏苏州215100;核工业西南物理研究院,四川成都610041【正文语种】中文【中图分类】TG4530 前言6061铝合金广泛应用于航空航天、轨道交通车辆、舰船等大型运载工具的装备制造之中。
搅拌摩擦焊接（FSW）作为新型绿色、高效固相焊接方法之一，能有效克服铝合金熔化焊过程中易产生气孔、热裂纹倾向性大、焊接应力与变形较大等缺点，该技术现已广泛应用于轻合金的生产制造之中。
焊接热循环研究的主要指标有五个：焊接起始温度、焊接温度上升速率、峰值温度、高温停留时间、下降速率。
焊接热循环特性中包含了焊接过程中不均匀温度场的变化和材料在受热状态下组织及性能的变化等焊接过程的主要信息。
对焊接接头显微组织演化机制的理解和分析搅拌摩擦的主要焊接热循环参数信息，对推理搅拌焊焊接机理动态演变的全过程、提高焊接接头的质量具有重要的意义。
铝-钢异种金属搅拌摩擦焊研究现状及展望
铝-钢异种金属搅拌摩擦焊研究现状及展望随着现代工业的不断发展，钢、铝等金属材料越来越广泛地应用于航空航天、汽车、轮船、火车等领域，因此如何实现这些材料的高效连接成为了一个研究热点。
传统的焊接技术，如电弧焊、气体保护焊等，存在着成本高、工艺复杂、易污染等缺点。
而摩擦焊因其无污染、低成本、高效率等优点，受到了广泛关注。
然而，由于钢和铝之间存在严重的材料差异，铝-钢异种金属摩擦焊变得极具挑战性。
目前，针对铝-钢异种金属摩擦焊问题，研究者结合实验和模型仿真等手段进行了广泛的研究。
研究成果主要涉及以下几个方面：（1）难点问题：铝和钢两种材料在摩擦焊接过程中存在的差异性使得焊接过程非常困难，如界面反应、扭转瞬间的热变形、金属蒸发等问题都需要克服。
而传统的工艺参数无法适用于铝-钢异种金属摩擦焊的情况，因此需要针对性的工艺参数优化。
（2）优化工艺方法：研究者发现，在铝-钢异种金属搅拌摩擦焊中，采用混合力和无负荷起始工艺是一种优化的焊接方法。
混合力可以增加初始焊接质量，无负荷起始可以减小焊接过程中的不均匀性。
（3）材料界面特性：从焊缝的微观结构、硬度分布和断口形貌等方面研究铝和钢之间的界面特性，可以更深入地理解铝-钢异种金属摩擦焊的本质。
（4）金属熔深分析：采用热仿真实验和有限元模拟等手段，对铝-钢异种金属焊接时的金属熔深进行分析，可以为优化焊接工艺提供指导。
未来展望：（1）工艺参数寻优：针对铝-钢异种金属焊接，在工艺参数寻优方面还有待进一步探索，如利用人工智能等技术快速优化焊接参数。
（2）界面反应机理研究：界面反应是阻碍铝-钢异种金属焊接的重要因素，未来需要在深入研究其机理的基础上，开发新的界面调节材料和工艺方法。
（3）高强度焊接研究：针对铝-钢异种金属的高强度焊接需求，需要研究更高效、更稳定的工艺及材料组合。
总之，铝-钢异种金属搅拌摩擦焊是目前一个富有挑战的问题，但其优越性是显而易见的。
在未来的研究中，应不断深入探索其机理，提高其焊接强度、耐久性和适用范围，从而更好地实现铝-钢异种金属的高效连接。
铝合金2024-T4搅拌摩擦焊搭接接头组织与性能分析
铝合金2024-T4搅拌摩擦焊搭接接头组织与性能分析徐效东;杨新岐;周光;佟健华【摘要】研究了铝合金2024-T4搅拌摩擦焊(FSW)搭接接头的微观组织特征和疲劳性能.结果表明,搭接接头后退侧热力影响区晶粒变形程度较前进侧严重.疲劳试样断裂位置均位于弱连接缺陷向上“拉起”较严重的焊核区后退侧.当应力比为0.1时,铝合金搅拌摩擦焊搭接接头对应于95％存活率的疲劳强度特征值(A)(o)k为18.25MPa,与铝合金熔焊搭接接头的(A)(o)k为13.92MPa相比,增加了31.11％.与此同时,FSW搭接接头疲劳S-N曲线斜率m为5.39,大于熔焊接头所对应的S-N 曲线斜率范围3.0-3.5,可见在长寿命区搭接接头的疲劳性能优于熔焊接头.搭接接头的裂纹源位于搭接接头上板底部位置的表面缺陷或者强化相颗粒处,对应于弱连接缺陷处.%Microstructures and the fatigue performances of AA6061-T6 friction-stir-welded overlap joints were investigated. It was shown that the grain deformation of TMAZ was more serious in the retreating side than that in the advancing side. All the fatigue fracture sites of specimens were initiated at the more serious hooking defect, in which the up-trend was larger. When R was equal to 0.1, the fatigue strength △σk of Aluminum alloy FSW overlap joints was 18. 25MPa for the 95% survival probability, which meant an increase of 31. 11% as compared with the △σk = 13.92MPa of Aluminum alloy fusion overlap welded joints. Besides, it was observed that the slope value m for the S-N curve of the FSW joints was 5. 39, which was higher than that of the fusion welded joint set to 3.0-3.5. So the FSW joint had better fatigue strength than that of the fusion welded joints in the long life region of fatigue performance. Fatigue cracking was initiatedat the surface defects or strengthening phase particles locating at the bottom of the upper plate, which were corresponded to the hooking position.【期刊名称】《航空材料学报》【年(卷),期】2012(032)003【总页数】6页(P51-56)【关键词】铝合金;搅拌摩擦焊;搭接接头;微观组织;疲劳性能【作者】徐效东;杨新岐;周光;佟健华【作者单位】天津大学材料科学与工程学院天津市现代连接技术重点实验室,天津300072;天津大学材料科学与工程学院天津市现代连接技术重点实验室,天津300072;天津大学材料科学与工程学院天津市现代连接技术重点实验室,天津300072;中国搅拌摩擦焊中心北京赛福斯特技术有限公司,北京100024【正文语种】中文【中图分类】TG453+.9搅拌摩擦焊（FSW）作为一种新型的固相连接技术［1］，引起了国内外学者的广泛关注。
6061铝合金搅拌摩擦增材堆焊工艺研究
6061铝合金搅拌摩擦增材堆焊工艺研究
赵海涛;李辉;李佳义;柴禄;郭德伦
【期刊名称】《电焊机》
【年(卷),期】2024(54)1
【摘要】采用搅拌摩擦增材制造技术进行A6061铝合金表面堆焊工艺试验。
采用光学显微镜和扫描电镜观察堆焊层的晶粒组织形貌,分析工艺参数对堆焊层形状尺寸和晶粒尺寸的影响,并进行拉伸性能测试。
结果表明:在其他工艺参数不变的情况下,金属棒料的旋转速度为338 r/min,送料速率为440 mm/min,刀具底部与金属底板表面的间隙为2.8 mm时,热塑变材料在长度方向的堆焊铺展效率最高;堆焊层的晶粒尺寸随着送料速率逐渐增加,表现为先显著减小而后逐渐趋缓;堆焊层的晶粒尺寸随着金属棒料旋转速度增加而增加;堆焊层各区域中的晶粒尺寸大小排列顺序为:中心>上方>下方;堆焊层材料的抗拉强度和屈服强度均略高于锻件材料,两者的延伸率则基本相当,堆焊层拉伸断口为典型延性断裂形貌。
【总页数】7页(P62-68)
【作者】赵海涛;李辉;李佳义;柴禄;郭德伦
【作者单位】中国航空制造技术研究院航空焊接与连接技术航空科技重点实验室【正文语种】中文
【中图分类】TG457.14
【相关文献】
1.工艺参数对铝合金搅拌摩擦增材制造成形的影响
2.6061铝合金先进摩擦增材制造(AFAM)复合强化机理控性试验的研究
3.6061-T6铝合金T形接头静止轴肩搅拌摩擦焊工艺及接头断裂行为研究
4.5052/6061异种铝合金薄板搅拌摩擦焊接工艺研究
5.6061铝合金无针搅拌摩擦点焊接头工艺研究
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2024铝合金搅拌摩擦焊接头力学性能及电化学腐蚀行为
2024铝合金搅拌摩擦焊接头力学性能及电化学腐蚀行为李娜;南黄河;何冰;罗云萌【摘要】通过拉伸测试、硬度测试、电化学测试,研究了2024-T3合金板材搅拌摩擦焊接接头的力学性能、显微组织和局部腐蚀行为.结果表明:焊接接头的硬度曲线呈现W型,轴肩区域内硬度较低,在远离焊缝中心约10 mm的区域内出现了明显软化,软化区处于热影响区;热影响区的耐蚀性高于焊核区的,焊核区的腐蚀电位最低,腐蚀电流最高,抗腐蚀性能较差.主要是由于在该焊接参数下,焊核区经历了较高的温度,强化相(S相)发生粗化,腐蚀敏感性提高.【期刊名称】《轻合金加工技术》【年(卷),期】2018(046)001【总页数】6页(P61-66)【关键词】铝合金;搅拌摩擦焊;力学性能;显微组织;局部腐蚀【作者】李娜;南黄河;何冰;罗云萌【作者单位】陕西铁路工程职业技术学院,陕西渭南714000;西北工业大学材料学院,陕西西安710072;陕西铁路工程职业技术学院,陕西渭南714000;陕西铁路工程职业技术学院,陕西渭南714000;陕西铁路工程职业技术学院,陕西渭南714000【正文语种】中文【中图分类】TG453高强铝合金由于其低密度、高比强度、高疲劳寿命、高热导率、良好的成形性等优点，已成为航空航天、轨道交通等高技术领域与高尖端产业广泛应用的金属结构材料[1-3]。
现代尖端制造业的发展不断要求零构件重量轻、性能高、可靠性高，加速了高强铝合金焊接件的使用。
然而，由于其特殊的物理化学性质，如线膨胀系数大、导热系数大、比热容大和熔点较低等，采用钨极氩弧焊、激光焊、电子束焊等焊接方法时，焊缝内极易出现气孔、裂纹、夹杂、偏析等冶金缺陷，很难获得高质量的接头，焊缝强度仅为母材的50%～70%，且焊后变形大，难于装配[2,4]。
搅拌摩擦焊接(Friction Stir Welding，FSW)作为一种新型的固相焊接技术，解决了高强铝合金焊接质量差的技术难题，完全避免了熔焊时的上述冶金缺陷，且焊后残余应力与变形较小，可以显著提高接头的静、动态力学性能，已被认为是铝合金的最佳焊接技术[5]。
油罐车用5182铝合金自动TIG焊接工艺改进
2018年 第8期 热加工W焊接与切割elding & Cutting50油罐车用5182铝合金自动TIG 焊接工艺改进■ 郭廷凯，徐玉君，张玉新，孙巍摘要：在铝合金油罐车生产中，针对使用自动TIG 焊接 5.5mm 5182—H111铝合金板材拼接出现的背面未熔合和气孔缺陷问题，提出了正面填丝+背面自熔的双面焊工艺。
对双面焊焊接接头进行了外观、力学性能、弯曲性能、宏观和微观金相检测。
试验及检测结果表明，双面焊工艺正反面成型良好，无气孔、未熔合、裂纹等缺陷。
焊接接头的力学性能达到了269.3MPa ，弯曲性能良好，无宏观和微观裂纹、气孔等缺陷，均达到标准要求，目前使用该工艺已进行多台罐车的生产。
关键词：5182铝合金；自动TIG 焊；双面焊工艺；力学性能扫码了解更多1. 概述材料轻量化的发展被广泛应用在轨道交通、船舶和汽车产品等领域。
5182—H111铝合金具有良好的力学、成形、耐腐蚀性能和焊接性，是油罐车罐体生产的理想材料。
在应用生产中发现在背面焊缝和焊趾处出现了未焊透和气孔缺陷，经过焊前预热、清理和改变焊接参数等工艺手段均未有效解决这些问题，现提出正面填丝+背面不填丝自熔的双面焊工艺，有效解决了背面焊缝出现的未焊透和气孔缺陷问题，焊接接头检测结果均满足标准要求，对保证生产质量具有重要意义。
2. 焊接材料试验母材为5182—H 111铝合金延压板材，试板尺寸为600m m ×200m m ×5.5m m ，化学成分和力学性能如表1、表2所示。
采用ESAB S Al 5356、φ1.2mm 焊丝做为填充材料。
3. 焊接工艺采用沙福N E R TA M AT I C 450自动T I G 设备和带U 型凹槽垫板的工装夹具，垫板如图1所示。
焊前清理坡口面和坡口两侧25m m 范围内氧化膜、油污、杂质等外来物。
焊接时正面填丝焊和背面不填丝自熔焊接参数如表3所示。
表3焊接参数表2 5182—H111铝合金力学性能表1 5182—H111铝合金化学成分（质量分数） （%）图1 U 型垫板张硕排的文件2018年 第8期热加工W焊接与切割elding & Cutting514. 试验结果和分析（1）采用单面焊工艺，当热输入量较小时，焊缝背面出现未焊透缺陷，如图2a 所示。
工业纯铝搅拌摩擦焊质量与力学性能
第49卷第11期中南大学学报(自然科学版) V ol.49No.11 2018年11月Journal of Central South University (Science and Technology)Nov. 2018 DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2018.11.006工业纯铝搅拌摩擦焊质量与力学性能殷琨，黄崇湘，王艳飞，王明赛，黄爱辉(四川大学空天科学与工程学院，四川成都，610065)摘要：采用不同旋转速度/进给速度(ω/v)，研究其对AA1050搅拌摩擦焊焊缝的表面形貌、硬度分布、应力−应变曲线和显微组织的影响。
研究结果表明：当ω/v分别为800/100，1 000/200和1 400/300时，焊缝区表面质量较好；焊核区硬度高于母材硬度，焊核区平均维氏硬度最高为42.9；焊核区拉伸强度高于母材拉伸强度，极限拉伸强度最高为105 MPa，与母材的拉伸强度相比提升了64%；当旋转速度固定时，随进给速度增加，极限拉伸强度增加，塑性降低；当ω/v为1 400/300时，焊缝具有较好的力学性能和较强加工硬化能力，高焊缝质量对应的点分布在热输入量与焊核区屈服强度的关系曲线凹处周围。
关键词：1050工业纯铝；搅拌摩擦焊；焊缝质量；力学性能中图分类号：TG453 文献标志码：A 文章编号：1672−7207(2018)11−2677−07Quality and mechanical property of aluminum joints afterfriction stir weldingYIN Kun, HUANG Chongxiang, WANG Yanfei, WANG Mingsai, HUANG Aihui(School of Aeronautics and Astronautics, Sichuan University, Chengdu 610065, China)Abstract: Friction stir welding (FSW) joints of AA1050 under various ratios of rotational speed to welding speed (ω/v) were studied. The effects of ω/v on surface appearance, hardness distribution, stress-strain curve and microstructures of the joints were investigated. The results show that fine surface appearance of welded joints can be obtained when ω/v is 800/100, 1 000/200 and 1 400/300. Vickers hardness of stir zone (SZ) is higher than that of base metal (BM) and the highest average Vickers hardness is 42.9. The tensile strength of SZ is also higher than that of BM and the highest ultimate tensile strength (UTS) increase by 64%, up to 105 MPa. At a constant rotation speed, the tensile strength of SZ increases while its ductility decreases with the increase of the welding speed. The welded joint with both good mechanical property and high work-hardening capacity can be obtained when ω/v is 1 400/300. The points corresponding to high welding quality distribute near the inflexion of the curve of yield strength versus heat input.Key words: AA1050; friction stir welding; weld quality; mechanical property搅拌摩擦焊(friction stir welding，简称FSW)是新型固相连接方法[1]。
《7B56-T4铝合金厚板搅拌摩擦焊接头组织与力学性能研究》
《7B56-T4铝合金厚板搅拌摩擦焊接头组织与力学性能研究》摘要：本文重点研究7B56-T4铝合金厚板搅拌摩擦焊接头组织与力学性能。
通过显微组织观察、硬度测试、拉伸试验及断口形貌分析等方法，探讨了焊接过程中接头组织的演变规律及力学性能的优化方法。
本文的研究为实际生产中的搅拌摩擦焊接技术提供了理论依据，对于提升铝合金厚板焊接技术及质量具有重要的参考价值。
一、引言随着现代工业的快速发展，铝合金因其轻质、高强及良好的加工性能，在航空、汽车、船舶等众多领域得到了广泛应用。
7B56-T4铝合金作为一种高强度、高韧性的铝合金材料，其厚板的连接技术尤为重要。
搅拌摩擦焊接作为一种固相连接技术，因其焊接过程中无污染、热影响区小等优点，在铝合金的厚板连接中得到了广泛的应用。
然而，焊接接头的组织与力学性能直接关系到焊接件的使用性能和寿命，因此，对7B56-T4铝合金厚板搅拌摩擦焊接头组织与力学性能的研究具有重要意义。
二、材料与方法1. 材料准备选用7B56-T4铝合金厚板作为研究对象，其具有优良的力学性能和加工性能。
2. 搅拌摩擦焊接过程采用先进的搅拌摩擦焊设备进行焊接，严格控制焊接速度、下压力等参数，确保焊接过程的稳定性和可靠性。
3. 测试方法- 显微组织观察：利用光学显微镜和电子显微镜观察焊接接头的微观组织结构。
- 硬度测试：采用维氏硬度计测定焊接接头的硬度分布。
- 拉伸试验：按照国家标准进行拉伸试验，测定接头的抗拉强度和延伸率。
- 断口形貌分析：通过扫描电镜观察拉伸试样的断口形貌，分析断裂机制。
三、结果与分析1. 焊接接头组织分析通过显微组织观察发现，搅拌摩擦焊接头组织呈现出明显的热机械影响区。
焊核区晶粒细化明显，热影响区晶粒略有长大。
随着距离焊缝中心距离的增加，组织变化逐渐平缓。
2. 硬度测试结果硬度测试结果显示，焊核区硬度最高，热影响区次之，母材区最低。
焊缝区硬度分布不均匀，但在整个厚度方向上呈现一定的梯度变化。
铝-钢异种金属搅拌摩擦焊接头显微组织和力学性能研究
4 3 2 1
焊的接头拉剪强度有重要影响。 分析认为，焊接速度通过对接头宏观形貌、显
微硬度、界面层宽度和强度的影响，最终影响接头 破坏载荷。 2.2 焊缝宏观形貌
在不同焊接速度下，焊缝表面均成形美观，略 有飞边，无明显缺陷。接头宏观典型照片如图 5 所 示。不同焊接速度的 FSW 接头截面形貌如图 6 所 示，接头可分为焊核（Welding nugget）、后退侧 （ Retreating side/RS ） 和 前 进 侧 （ Advancing side/AS）。搅拌针的作用形成了焊核，搅拌针进入 钢板，形成了“洋葱瓣”状的结构[11]，此结构在铝 合金内部形成了形似弯钩状的分布，其放大图如图 6(b)所示，使得铝/钢界面结合紧密。
Ahmad 等人[9]应用搅拌摩擦焊焊接 1100H24 （铝合金）和镀锌钢板，他们认为接头性能很大程 度上依赖搅拌针进入钢板的距离。当搅拌针没有接 触到钢板时，接头的破坏载荷很低，当搅拌针进入 钢板 1mm 时能显著提高接头强度。
日本大阪大学的 Y.C. Chena 等人[10]严格控制搅 拌针未进入钢板的情况下，进行了 AC4C 铝合金和 镀锌低碳钢板的连接，他们发现焊接速度对抗拉强 度和断裂位置影响较大，且界面处断裂在遗留的 Zn 和 Zn 与 Al 形成的金属间化合物之间，金属间化合 物的主要相组成为 Fe2Al5 和 Fe4Al13。
（a）1#试样（焊接速度 40mm/min） （b）2#试样（焊接速度 60mm/min） （c）3#试样（焊接速度 80mm/min）
Steel
Al Steel
Al
Steel Steel
Al Steel
Al
铝合金搅拌摩擦焊后人工时效力学性能数值模拟
t
时， 长时间保温会使母材软化， 不利于力学性能
关键词 ：搅 拌 摩 擦 焊 接 ;析 出 相 ;焊 后 热 处 理 ;人 工 时 效
doi ： 10. 11868/ j . issn. 中图分类号： TG402
1005-5053. 2016. 000003 文献标识码：
A
文章编号： 1005-5053(2017)04-0019-06
2017 年 第4 期
第
第
37卷 19 - 24 页
航
空
材
料
学
报
JOURNAL OF AERONAUTICAL MATERIALS
2017 ，V〇 L37 No. 4 pp. 19 -2 4
铝合金搅拌摩擦焊后人工时效力学性能数值模拟
万 震 宇 \ 周 霞 \ 张 昭 1’ 2
( 1 . 大连理工大学运载工程与力学学部工程力学系工业装备结构分析国家重点实验室， 辽 宁 大 连 1 1 6 0 2 4 ;2 . 大 连 理 工 大 学 国际计算力学研究中心， 辽 宁 大 连 1160M )
薄板铝合金回填式搅拌摩擦点焊接头的组织及性能
薄板铝合金回填式搅拌摩擦点焊接头的组织及性能刘效云;王宝华;张俊粉;张春雷;贾云海;王军;张亮【摘要】采用回填式搅拌摩擦点焊焊接0.6 mm厚的LY12铝合金,研究不同参数下接头的显微组织及力学性能.根据焊接接头的组织特征将其分为搅拌区、热机影响区、热影响区和母材,结果表明:焊后试件无明显变形,搅拌区形成细小的等轴晶粒组织,热机影响区形成纤维维织,部分晶粒发生回复再结晶,搅拌区的硬度值最大,热机影响区的值最小;旋转速度和焊接时间分别增加,其剪切力先增大后减小;剪切断裂形式为塑性断裂,裂纹起始于边界,沿板厚方向扩展,断口中心处韧窝组织分布均匀.最佳的焊接工艺参数为转速2 000 r/min、下压量0.2 mm、焊接时间3.5 s、下扎深度0.8 mm.【期刊名称】《电焊机》【年(卷),期】2018(048)010【总页数】5页(P8-12)【关键词】回填式搅拌摩擦点焊;显微组织;剪切拉伸强度;塑性断裂【作者】刘效云;王宝华;张俊粉;张春雷;贾云海;王军;张亮【作者单位】河钢股份有限公司承德分公司,河北承德067102;河钢股份有限公司承德分公司,河北承德067102;河钢股份有限公司承德分公司,河北承德067102;河钢股份有限公司承德分公司,河北承德067102;河钢股份有限公司承德分公司,河北承德067102;河北科技大学材料科学与工程学院,河北石家庄050001;河北科技大学材料科学与工程学院,河北石家庄050001【正文语种】中文【中图分类】TG453+.90 前言铝合金材料具有高的比强度、比刚度、断裂韧度、耐腐蚀稳定性以及良好的抗冲击性能和加工成型性，采用铝合金焊接成搭接接头的焊前准备工作要比对接接头简单，因此被广泛地应用于航空航天、汽车制造等领域[1]。
目前，传统的铝合金焊接方法主要是铆接、钎焊和电阻焊[2]，存在浪费材料、增加连接构件质量、加重接触腐蚀、焊件变形大等问题[3-5]。
回填式搅拌摩擦点焊是在搅拌摩擦焊的基础上发展起来的一种新型固相连接技术[6]。
冲压速度对铝合金5182-O拉深性能的影响
冲压速度对铝合金5182-O拉深性能的影响居龙;毛婷婷;李洪波;张杰【摘要】成形速度不仅关系到生产效率,且对成形质量具有重要的影响.伺服驱动压力机可实现滑块任意运动模式调节与控制,为多样化冲压过程提供可能性.采用传统机械式和恒速成形式2种滑块运动模式,基于Pamstamp有限元仿真确定了板料尺寸、压边力和拉深深度,利用伺服压力机对汽车通用铝合金材料5182-O进行常温下不同速度下的拉深试验.试验结果表明:随着冲压速度增加,拉深件关键圆角区域颈缩及破裂趋势减小,并且冲压力相比于低速成形时减小量可达8.9％.从材料力学属性及润滑状态2个方面进行进一步的分析与讨论,结合有限元计算,对比分析不同冲压速度下所选截面处板料相对于模具的滑动速度,指出局部区域润滑状态的动态变化成为冲压速度影响拉深成形质量的关键因素.【期刊名称】《中南大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2016(047)008【总页数】7页(P2643-2649)【关键词】铝合金;拉深试验;成形速度;拉深性能【作者】居龙;毛婷婷;李洪波;张杰【作者单位】北京科技大学机械工程学院,北京100083;美国俄亥俄州立大学精密成形中心,哥伦布,43210;美国俄亥俄州立大学精密成形中心,哥伦布,43210;北京科技大学机械工程学院,北京100083;北京科技大学机械工程学院,北京100083【正文语种】中文【中图分类】TG146.21随着能源、环境以及安全问题的日益严峻，汽车轻量化设计成为了现代汽车工业发展的主流趋势。
与传统钢板相比，铝合金的强度和钢板的相近，且密度只有钢板的1/3，并且具有良好的力学性能、抗腐蚀性和抗冲击性等特性[1]。
因此在轻质合金中，铝合金是目前在汽车制造中用量最多、发展最快的材料，具有广阔的研究前景。
5000系(Al-Mg)铝合金具有固溶强化特点，在强度、成形性、抗腐蚀性及焊接性能等方面已与常用钢板接近，主要用于汽车内板等形状复杂不注重外观质量的部位[2−3]。
铝合金钢回填式搅拌摩擦点焊机理研究
Mechanism of Refill Friction Stir Spot Welding Between AluminumAlloy and SteelAbstractRefill friction stir spot welding (Refill FSSW) is of great advantage to join light metals, due to its low-heat-input nature, grain refinement in weld and elimination of the keyhole inevitably leaving by the tool retreating in conventional friction stir spot welding process. Owing to the advantages, this technique has been applied by Kawasaki Heavy Industries in Japan and Helmholtz-Zentrum Geesthacht in Germany to join aluminum or magnesium alloys. On the other hand, the dissimilar metals welding between aluminum alloy and steel can achieve the lightweight of automobiles, improve the efficiency of energy, reduce the emission of waste gas and protect the environment. Based on the advantages of Refill FSSW and the wide application of aluminum alloy/steel hybrid structures, this thesis aims to investigate the effect of main welding parameters (sleeve plunge depth and rotation speed) and zinc coating on the mechanical property and microstructure of aluminum alloy/steel dissimilar metals refill friction stir spot welded joint, and reveal the joining mechanism. Not only does this research have theoretical significance, but also it can give a practical guidance to manufacture industries.In this thesis, two kinds of aluminum alloy sheets for automobile (1.0 mm thick Novelis AC 170 PX and 1.5 mm thick Aleris Superlite 200 ST aluminum alloy) were overlap welded to two types of low carbon steel sheets (1.0 mm thick ST16 steel and 1.2 mm thick ST06 Z galvanized steel sheets) to produce two-layer dissimilar metals joints by Refill FSSW. The diameter of spot weld is 9.0 mm, which is located at the center of 25 mm ×25 mm overlap area. The mechanical property was evaluated through tensile/shear tests and cross-tension tests. In addition, the microstructure, composition, fractogragh and fracture path of aluminum alloy/steel joints were analyzed with electron probe microanalysis (EPMA), field emission scanning electron microscope (FE-SEM) and X-ray diffraction (XRD).The maximum average tensile/shear fracture load and cross-tension fracture load of the Novelis AC 170 PX aluminum alloy/ST16 steel joints are 2495 N and 337 N, respectively. For Aleris Superlite 200 ST aluminum alloy/ST16 steel joints, the maximum average tensile/shear fracture load reaches 3745 N with the maximum average cross-tension fracture load of 1073 N. All samples failed through the interface of aluminum alloy/steel joints during tensile/shear tests and cross-tension tests. When the sleeve does not touch to the steel surface, the influence of sleeve plunge depth on tensile/shear fracture load is not obvious. The metallurgic bonding was achieved and a thin Fe-Al intermetallic compound (IMC) layer formed at interface of sleeve affected铝合金/钢回填式搅拌摩擦点焊机理研究zone. However, the mechanical performance sharp increases when the sleeve plunges into steel sheet, attributing to metallurgic and mechanical bonding between the aluminum alloy and steel sheets. Meanwhile，this process also brings about severe tool wear and shortens its service life. Besides, the rotation speed has little influence on the mechanical performance of joint.The maximum average tensile/shear fracture load and cross-tension fracture load of the Novelis AC 170 PX aluminum alloy/ST06 Z galvanized steel joints are 3044 N and 301 N, respectively. For Aleris Superlite 200 ST aluminum alloy/ST06 Z galvanized steel joints, the maximum average tensile/shear fracture load is up to 4500 N with the maximum average cross-tension fracture load of 359 N. All samples failed at the interface of aluminum alloy/steel joint. Compared with the results of aluminum alloy/ST16 steel joints, the joints between aluminum alloy and ST06 Z galvanized steel exhibit better mechanical performance in tensile/shear tests, and all tensile/shear samples failed through the aluminum alloy/steel interface on aluminum alloy side at pin affected zone. The IMC layer as thin as 0.68 μm was found at interface of sleeve affected zone and seemed to be FeAl3. Zn-O rich zone was observed at interface on aluminum alloy side, where microfissures and segregation of Zn, O and Mg formed at the grain boundary. Based on the fracture analysis, it is assumed that the zinc and oxygen rich zone at the center of spot weld is the weakest part of joint. During tensile/shear test, the joints failed mainly through brittle fracture mode with intergranular fracture feature. According to the Zn distribution, the flow thermoplastic material in weld of Refill FSSW can be analyzed, and the spot weld can be distinguished as pin affected zone and sleeve affected zone.Key words: Aluminum Alloy; Steel; Refill Friction Stir Spot Welding; Mechanical Property; Microstructure目录摘要 (I)Abstract .................................................................................................................. I II 1绪论 (1)1.1课题研究的背景及意义 (1)1.2铝合金/钢异种金属焊接性分析 (4)1.3铝合金/钢异种金属焊接研究现状 (6)1.3.1熔钎焊 (6)1.3.2搅拌摩擦焊 (7)1.3.3搅拌摩擦点焊 (8)1.3.4回填式搅拌摩擦点焊 (10)1.4本文主要研究内容 (16)2实验方法及实验过程 (17)2.1焊接材料 (17)2.2试样尺寸 (18)2.3回填式搅拌摩擦点焊工艺 (19)2.4焊接工艺参数 (20)2.5检测方法及实验过程 (22)3铝合金/ST16钢回填式搅拌摩擦点焊研究 (25)3.1力学性能 (25)3.2微观组织 (27)3.3断口分析 (32)3.4实验结果及讨论 (35)3.5本章小结 (37)4铝合金/镀锌钢回填式搅拌摩擦点焊研究 (38)4.1力学性能 (38)4.2微观组织 (40)4.3断口分析 (46)4.4实验结果与讨论 (49)4.5本章小结 (52)铝合金/钢回填式搅拌摩擦点焊机理研究结论 (53)参考文献 (55)攻读硕士学位期间发表学术论文情况 (56)致谢 (57)1 绪论1.1 课题研究的背景及意义随着中国经济的繁荣，科学技术的发展和社会文明的进步，环境保护和可持续发展观念越来越受到人民的重视。
异种铝合金回填式搅拌摩擦点焊缺陷及力学性能
异种铝合金回填式搅拌摩擦点焊缺陷及力学性能郑敏;申志康;杨新岐;尹玉环【期刊名称】《焊接学报》【年(卷),期】2016(037)008【摘要】采用回填式搅拌摩擦点焊技术对2 mm 厚5052－H112与2024－T4铝合金进行了成功的连接。
试验结果表明，当焊接工艺参数选择恰当时，可得到无缺陷接头；然而，焊接工艺窗口较窄，在高热输入条件下易产生多种缺陷，如粘连韧带、孔洞、裂纹、弱连接等，且这些缺陷主要分布在两板的结合面及焊具退出工件的退出线上；力学性能测试结果表明在低热输入条件下，接头的力学性能（一字拉伸与十字拉伸）最高，这与焊点在低热输入情况下组织缺陷较少有关；在一字和十字拉伸载荷作用下，接头的失效位置位于两板结合面及退出线上，在结合面处形成了有效的冶金连接。
【总页数】4页(P87-90)【作者】郑敏;申志康;杨新岐;尹玉环【作者单位】天津大学天津市现代连接技术重点实验室，天津 300072;天津大学天津市现代连接技术重点实验室，天津 300072;天津大学天津市现代连接技术重点实验室，天津 300072;上海航天设备制造总厂，上海 200245【正文语种】中文【中图分类】TG402【相关文献】1.异种铝合金回填式搅拌摩擦点焊的组织与性能 [J], 邢艳双;党鹏飞;李丰;刘雪松2.铝合金回填式搅拌摩擦点焊组织及力学性能分析 [J], 申志康;杨新岐;张照华;尹玉环3.6016-T4和5182-O铝合金回填式搅拌摩擦点焊力学性能研究 [J], 何玉松;叶青亮;吉华;朱君4.铝合金低旋转速度回填式搅拌摩擦点焊接头组织及力学性能 [J], 陈大伟;郭伟强;徐红勇;王晓涛;吉华5.异种铝合金回填式搅拌摩擦点焊工艺的研究 [J], 张浩楠; 熊江涛; 李京龙; 石俊秒; 豆建新; 柴鹏因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
6082-T6铝合金搅拌摩擦焊接头疲劳性能及断口特征研究
6082-T6铝合金搅拌摩擦焊接头疲劳性能及断口特征研究郄新哲;张桂源;宫文彪;陶福君;王佳庆【摘要】对84 mm轨道客车用6082-T6铝合金搅拌摩擦焊接头疲劳性能以及断口特征进行试验研究.结果表明,搅拌摩擦焊接头疲劳循环次数随施加载荷减小而增加,当N=107时,疲劳极限值为110 MPa,且疲劳断裂主要发生在前进侧热机械影响区.在预制缺口、相同载荷应力条件下,焊核区疲劳循环次数达7.4万次,断口表现为沿晶断裂,裂纹由疲劳源向四周扩展,晶粒细化提高了焊核区疲劳寿命;而前进侧热机械影响区疲劳循环次数最少为2.5万次,裂纹沿晶界向焊核区方向扩展,扩展方式为沿晶和穿晶混合断裂,晶粒发生弯曲变形以及第二相粒子剥离是接头ATMAZ疲劳性能下降的主要原因.【期刊名称】《长春工业大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2017(038)005【总页数】5页(P496-500)【关键词】搅拌摩擦焊;6082-T6铝合金;疲劳性能;疲劳断口【作者】郄新哲;张桂源;宫文彪;陶福君;王佳庆【作者单位】长春工业大学材料科学与工程学院,吉林长春 130012;长春工业大学材料科学与工程学院,吉林长春 130012;长春工业大学材料科学与工程学院,吉林长春 130012;吉林省泰浩轨道客车装备有限公司,吉林长春 130507;吉林省泰浩轨道客车装备有限公司,吉林长春 130507【正文语种】中文【中图分类】TG456.9Al-Mg-Si系合金属于可热处理强化型合金，具有中等强度、低密度、较好的耐蚀性以及良好的焊接性。
6082-T6铝合金是轨道客车铝合金车体部件大量应用的材料[1-3]，铝合金的连接一直是轨道客车制造业关键的技术问题。
6082-T6铝合金采用熔化焊，易产生气孔、裂纹等缺陷，热影响区受热后的软化问题大大降低了接头性能。
搅拌摩擦焊(Friction Stir Welding， FSW)是通过搅拌头与被焊工件之间的摩擦，使工件达到塑性状态实现连接的一种固相焊接方法，在铝合金焊接方面FSW占有独特优势。
60mm厚度6061-T6铝合金板搅拌摩擦焊接接头微观组织与力学性能
60mm厚度6061-T6铝合金板搅拌摩擦焊接接头微观组织与力学性能贺地求;罗维;邬红光【期刊名称】《材料工程》【年(卷),期】2011(000)009【摘要】采用搅拌摩擦焊接方法对6061-T6铝合金板进行了60mm双面对接焊实验,研究了搅拌摩擦焊接接头的微观组织与力学性能,结果表明:焊缝区微观组织沿厚度方向发生了不同程度的改变,焊接接头强度达到218MPa,为母材强度的70％；焊接热循环引发的金属强化相“重固溶”和“过时效”是接头力学性能下降的重要原因,其中前进侧热机影响区为焊缝薄弱环节.【总页数】5页(P20-24)【作者】贺地求;罗维;邬红光【作者单位】中南大学现代复杂装备设计与极端制造教育部重点实验室,长沙410083;中南大学现代复杂装备设计与极端制造教育部重点实验室,长沙410083;中南大学现代复杂装备设计与极端制造教育部重点实验室,长沙410083【正文语种】中文【中图分类】TG453【相关文献】1.6061-T6铝合金超声辅助搅拌摩擦焊接头的组织与力学性能 [J], 宁朝阳;任成高2.AZ31-O镁合金和6061-T6铝合金搅拌摩擦焊接头的显微组织和力学性能 [J],Alireza MASOUDIAN;Arvin TAHAEI;Atefeh SHAKIBA;Fariborz SHARIFIANJAZI;Jamshid Aghazadeh MOHANDESI3.6061-T6铝合金双轴肩搅拌摩擦焊接头组织与力学性能 [J], 张春波;周军;张汇文;冯伟;张鸿;赵玉珊;潘毅4.7055铝合金板材搅拌摩擦焊接头的组织与力学性能 [J], 吴豫陇;郑英;刘胜胆;谈琦;张盼;张新明5.6082-T6铝合金高焊接速度搅拌摩擦焊接头微观组织与力学性能 [J], 张欣盟;李晶;王贝贝;倪丁瑞;薛鹏;马宗义因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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文章编号 ： １ ０ ０ １ — ２ ３ ０ ３ （ ２ ０ １ ７ ） ０ ２ — ０ ０ ８ ０ — ０ ４
ＤＯＩ ： １ ０ ． ７ ５ １ ２ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ １ － ２ ３ ０ ３ ． ２ ０ １ ７ ． ０ ２ ． １ ５
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力学性 能。 以剪切拉 伸性 能为评价指标 ， 得 出最优 工 艺参 数是 ： 下 压深度 １ ． ５ ａ ｒ ｉ ｎ ， 旋 转速度 ２ ２ ０ ０ ｒ ／ ｍ ｉ ｎ ，
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摘要 ： 利用回填式搅拌摩擦点焊（ Ｆ Ｓ Ｓ Ｗ） 技术焊接 ６ ０ １ ６ － Ｔ ４ 和５ １ ８ ２ ． ０异种金属接 头， 研究其显微组织及
第４ ７卷 第 ２期 ２ ０１ ７年 ２月
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本文参考文献 引用格式 ： ¨ｋ 松 川 肯亮 ，
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板厚 和板 宽方向扩展 接 头显微组 织 中没有铸 态的柱状 晶 ， 均为等轴晶和较母材晶粒略有长大的组织 ， 接 力学性能； ６ ０ １ ６ 一 Ｔ ４铝合金； ５ １ ８ ２ — ０铝合金
中图分类号 ： Ｔ Ｇ ４ ０ ７
文献标志码 ： Ａ