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6061鋁管高效的新方法
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6061鋁管高效的新方法6061鋁合金是6系鋁合金當(dāng)中應(yīng)用最多的牌號(hào)之一,廣泛應(yīng)用于工業(yè)各領(lǐng)域。攪拌摩擦焊(FSW)作為一種“年輕”的固態(tài)焊接方法為焊接鋁合金提供了一種優(yōu)質(zhì)、高效的新方法。但是,目前學(xué)術(shù)界對(duì)FSW焊縫金屬…

6061鋁管高效的新法     6061合金是6系鋁合金當(dāng)中應(yīng)用最多的牌號(hào)之一,廣泛應(yīng)用于工業(yè)各領(lǐng)域。攪拌摩擦焊(FSW)作為一種“年輕”的固態(tài)焊接法為焊接鋁合金提供了一種優(yōu)質(zhì)、高效的新法。但是,目前學(xué)術(shù)界對(duì)FSW焊縫金屬的流動(dòng)式、接頭成型機(jī)理等仍處在實(shí)驗(yàn)探索階段,尚無(wú)權(quán)威定論,因此對(duì)其進(jìn)行研究具有十分重大的意義。接頭組織面,焊核區(qū)為細(xì)小的等軸晶,晶粒直徑約3-5μm,第二相顆粒分布在晶粒內(nèi)部,第二相主要成分為Mg2Si;熱機(jī)影響區(qū)晶粒被拉長(zhǎng),呈長(zhǎng)條狀,軸肩影響區(qū)由于動(dòng)態(tài)再結(jié)晶過(guò)程中熱量散失迅速,晶粒最為細(xì)小。攪拌針螺紋提供了FSW接頭塑性金屬垂直向流動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力,攪拌針的螺紋帶動(dòng)焊核區(qū)上層金屬向下遷移,下層金屬不會(huì)發(fā)生逆向遷移,只能向更下層遷移。上層金屬無(wú)論在垂直還是水平向上的流動(dòng)性均更強(qiáng),遷移距離更遠(yuǎn)。在水平向上,螺紋攪拌針帶動(dòng)焊核區(qū)塑性金屬旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)多個(gè)周期,而無(wú)螺紋攪拌針僅帶動(dòng)塑性金屬發(fā)生半個(gè)旋轉(zhuǎn)周期的遷移。焊核區(qū)金屬的主要來(lái)源是前進(jìn)側(cè)母材,隨著焊核區(qū)金屬隨攪拌針螺紋向下遷移,后退側(cè)塑性金屬受到擠壓繞過(guò)焊核區(qū)進(jìn)入焊核區(qū)上的空腔。焊后對(duì)各接頭形式的焊縫進(jìn)行了組織和性能的分析,并通過(guò)標(biāo)記材料示蹤手段研究了異種熱處理狀態(tài)6061合金攪拌摩擦焊接頭的金屬流動(dòng)性特征。標(biāo)記材料示蹤法是一種常用的研究材料流動(dòng)的可視化研究法,選擇銅粉和銅箔作為標(biāo)記材料能夠直觀而有效的觀察接頭塑性金屬的遷移式。上層金屬無(wú)論在垂直還是水平向上的流動(dòng)性均更強(qiáng),遷移距離更遠(yuǎn)。在水平向上,螺紋攪拌針帶動(dòng)焊核區(qū)塑性金屬旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)多個(gè)周期,而無(wú)螺紋攪拌針僅帶動(dòng)塑性金屬發(fā)生半個(gè)旋轉(zhuǎn)周期的遷移。焊核區(qū)金屬的主要來(lái)源是前進(jìn)側(cè)母材,隨著焊核區(qū)金屬隨攪拌針螺紋向下遷移,后退側(cè)塑性金屬受到擠壓繞過(guò)焊核區(qū)進(jìn)入焊核區(qū)上的空腔。前進(jìn)側(cè)金屬首先進(jìn)入焊核區(qū),并發(fā)生劇烈的機(jī)械攪拌變形,后退側(cè)金屬進(jìn)入焊核時(shí)間較晚,受到的機(jī)械作用相對(duì)較弱。軸肩影響區(qū)金屬主要來(lái)源于后退側(cè),當(dāng)后退側(cè)金屬為O態(tài)時(shí)軸肩影響區(qū)內(nèi)的塑性金屬流動(dòng)更加劇烈,能夠遷移到更遠(yuǎn)的距離,當(dāng)后退側(cè)金屬為T6態(tài)時(shí)軸肩影響區(qū)內(nèi)的塑性金屬流動(dòng)性較弱。此外,O態(tài)金屬一側(cè)的熱機(jī)影響區(qū)寬度更大,T6態(tài)母材一側(cè)的熱機(jī)影響區(qū)寬度相對(duì)較窄。結(jié)果表明:固溶溫度對(duì)泡沫鋁合金吸能性能起主要影響,時(shí)效溫度影響較小,固溶時(shí)間和時(shí)效時(shí)間的影響則不明顯。經(jīng)T6熱處理(510℃固溶,190℃時(shí)效)后,基體內(nèi)有明顯的第二相析出,對(duì)材料吸能性能起到良好增強(qiáng)效果;DIC技術(shù)可以直觀分析泡沫鋁壓縮過(guò)程中的表面應(yīng)變場(chǎng)變化和試樣裂紋擴(kuò)展過(guò)程,并且與力學(xué)測(cè)試結(jié)果一致。

 

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