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铝合金搅拌摩擦焊国内研究状况

1  力学性能研究状况

力学性能是衡量接头质量的一个重要因素，尤其对于铝合金主要应用的航空行业来说，搅拌摩擦焊接头的力学性能几乎代表了其产品的优劣。目前国内对于铝合金FSW接头力学性能的研究主要以抗拉强度、延伸率、残余应力等方面为主，国内对于铝合金搅拌摩擦焊接头力学性能的研究成果如表1-2所示（表中α/β代表旋转速度为α r/min，焊接速度为β mm/min）。87897

表1-2 国内对于铝合金搅拌摩擦焊接头力学性能的研究成果[7-11]

年份 研究员 材料厚度 材料型号 接头形式 焊接参数 抗拉强度（MPa） 与母材对比

2012 田莉莉等 8mm 6082-T6 对接 1200/300 225。9 73。3%

2012 孟立春等 5。5 mm 7N01 对接 1100/100 340 80%

2012 董继红等 30 mm 7A05 对接 360/100 367。7 95%

2014 马志华等 30 mm 7A52 对接 400/100 364 85。8%

2015 郭仓库 5mm 7075 对接 200/20 373 -

上述研究结果主要是近几年国内研究者对各种高强铝合金材料抗拉强度的研究总结。从表中我们可以看出所用的铝合金材料的型号不同或者厚度有差别的话，那么经搅拌摩擦焊后所得接头的抗拉强度则会各不相同，因而可以知道铝合金FSW焊接接头的抗拉强度与材料种类以及材料的厚度是有着确切联系的。对于焊接过程中工艺参数（以焊接速度和旋转速度为主）与抗拉强度之间的关系，相关研究者也提供了比较详细的说明。国旭明[12]等发现焊接速度在50～300 mm/min 范围内，7B04铝合金焊接接头抗拉强度的变化呈先升后降趋势，旋转速度在400～1000 r/min 范围内的接头抗拉强度先升后降。论文网

除抗拉强度之外，国内研究者对于各种不同型号的铝合金FSW接头的硬度也有相应的研究。崔少鹏[13]等对于7075铝合金FSW接头的显微维氏硬度进行了研究，发现不同焊接参数条件下其接头的显微硬度沿焊缝中心的水平分布都是表现出W形状，且在试验参数范围内接头的显微硬度随转速提高而增大，随焊速提高而减小。郑小茂[14]等经过试验证明7A04搅拌摩擦焊接头的显微硬度沿焊缝中心的水平分布也是W形状。

高强铝合金的搅拌摩擦焊焊接不仅仅局限于同种铝合金的焊接，异种铝合金的搅拌摩擦焊所得的接头在生产行业当中也发挥着巨大的作用。2195-T8 和2219-T87铝合金作为航空结构材料用的较多的两种铝合金，由于其独自焊接时焊接性差，王凡[15]等通过试验成功的将这两种铝合金材料进行了搅拌摩擦焊焊接，并且焊后发现接头硬度区域下降较为明显，所得接头抗拉强度最大达到2219-T87 母材的79%。另外异种铝合金的FSW 的焊接接头具有其独特的特性，相比同种铝合金的搅拌摩擦焊而言，异种铝合金的焊接接头的性能与材料上下的位置就着一定的关系，宋友宝[16]等对5mm厚的2024和7075铝合金进行了相关试验，研究发现7075铝合金为上板时，焊接速度较低情况下接头的抗拉强度比较高；而上板为2024铝合金时，需处于高的焊接速度下所得接头的强度才比较理想。另外试验还证明了增大有效的板厚或者有效的搭接宽度可以使得两种铝合金的焊缝成形得到提高。 (责任编辑：qin)