高强铝合金搅拌摩擦焊焊接接头疲劳性能研究

《高强铝合金搅拌摩擦焊焊接接头疲劳性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、南昌航空大学硕士学位论文摘要摘要7A09铝合金是Al-Zn-Mg-Cu系可热处理强化铝合金，具有强度高、热加工性能好等优点，是国防军工和国民经济中有着重大战略意义的新材料。但是，采用熔焊技术对其进行焊接时，容易产生气孔、热裂纹等缺陷，大大降低了焊接接头的疲劳性能。为了将高强铝合金用于航天航空焊接构件的制造，本课题研究了7A09铝合金T6态、M态与PWHT态搅拌摩擦焊接头的疲劳性能，观察了接头显微组织、测量了焊缝横截面上的显微硬度分布，并研究了7A09铝合金FSW接头疲劳断裂特征。7A09-T6铝合金

2、FSW接头沿焊缝横截面显微硬度呈“高—低—较高—低—高”的W形分布趋势，两侧母材硬度最高，热力影响区和热影响区的硬度值都较母材低，焊核硬度值较高，硬度最低值在前进边的热影响区，软化较严重。在同种工艺规范参数下，M态7A09铝合金FSW对接接头的显微硬度分布呈低-高-低的分布趋势，PWHT态7A09铝合金FSW对接接头横截面显微硬度相比，PWHT态显微硬度较高，且接头的各区域硬度值变化不大，平均分布在200HV左右。7A09-T6态铝合金搅拌摩擦焊接头疲劳裂纹起裂于焊缝底部，断裂于焊缝前进边热力影响区

3、与焊核交界处。当n/v=20r/mm时，疲劳辉纹较细密，呈脊骨状；n/v=25r/mm时疲劳辉纹较n/v=15.79r/mm时疲劳辉纹扁平宽大。通过对疲劳寿命进行线性拟合分析得出:当应力幅值大于160MPa，n/v=25r/mm时，试样具有较高的疲劳强度；当应力幅值小于160MPa，n/v=20r/mm时，试样具有较高的疲劳强度。M态7A09铝合金FSW接头疲劳断裂位置主要位于母材，疲劳强度高于焊后热处理(PWHT)态7A09铝合金FSW焊接试样；PHWT态7A09铝合金FSW接头疲劳裂纹起裂于焊缝

4、底部，断裂于返回边热力影响区（沿包铝层）处，断口平滑，没有明显的塑性变形的痕迹，由于包铝层在焊缝内部产生沟状缺陷的影响，降低了FSW接头疲劳性能。关键词：搅拌摩擦焊，7A09铝合金，疲劳寿命，疲劳断裂，焊后热处理I南昌航空大学硕士学位论文摘要Abstract7A09aluminumalloyisaseriesofAl-Zn-Mg-Cualuminumalloywhichcouldstrengthwithheattreatment.Ithashighstrengthandgoodheatmachini

5、ngcapability,anditisanewmaterialwhichhasimportanttacticmeaningfornationaldefenseandeconomy.Butsomeweldingdefectssuchascrackandporositycaneasilyformedwithfusionwelding,anditgreatlyreducethefatigueofweldmetal.Inordertomanufactureaeronauticalweldingcompon

6、entwithhighstrengthaluminumalloy,thefatigueperformanceoffriction-stirwelding(FSW)ofthick-sheetwiththeT6,MandPWHTstates7A09aluminumalloywerestudiedinthispaper.Boththemicrostructurehardnessdistributionoftheweldedjointwereobserved,andthefatiguecrackcharac

7、teristicofthefrictionstirweldedjointwasdiscussed.Theprofileofhardnessacrossthe7A09-T6aluminumalloyFSWweldexhibitsthetrendastheshapeof“W”whichis“high-low-high-low-high”.Themaximumhardnessappearsonthebasemetal.ThehardnessofweldnuggetishigherthanthatofTMA

8、ZandHAZ.ThereisminimumhardnessvalueintheHAZofadvancingside,whichshowsseverelysofteninginthisarea.Withthesameweldparameter,theMstate7A09aluminumalloyFSWweldexhibitsthetrendastheshapeof“low-high-low”,thePWHTstate7A09aluminumalloywashigher