在KB-30S-FA-BASIC型号显微硬度计上进行硬度测试。在显微硬度计的平台上在固定夹具上放上试样（抛光），在焊缝的底部。上部、中部（分别距焊缝上表面1mm、2。5mm、4mm）分别进行硬度测试，并用origin绘图软件画出硬度曲线，以研究焊后接头不同区域的显微硬度及不同焊接工艺对接头硬度的影响，测量其维氏显微硬度为HV0。1。硬度测试位置如图2-6所示。硬度沿着图2-5中焊缝中线进行测试，每隔0。5mm进行定点硬度测试，每条线上有29个点。

图2-5硬度测试点分布图

2。3。4。2 拉伸试验

    为了分析工艺和参数对5A01焊缝接头力学性能的影响为此对搅拌摩擦焊焊后接头的抗拉强度的测量用试验单向拉伸进行。在空气湿度60%，拉伸速率15mm/min和试验温度25℃的条件下在CMT5205电子万能试验机上开展拉伸试验。拉伸试样如图2-6所示。并使用ZEISS场发射扫描电镜对焊后接头的拉伸断口进行分析。扫描电镜为图2-3所示。论文网

图2-6 拉伸试样尺寸

2。4 本章小结

本章介绍了试验材料、设备以及过程。试验材料5A01（LF15）是在5A06合金的基础上添加微量元素Cr和Zr形成的一种新型耐蚀可焊铝合金，属于Al-Mg-Mn系，为不可热处理强化铝合金。SW-3LM-002型商用搅拌摩擦焊机为本次试验的设备，比较细致的对该设备的组成部分、特性、规格参数进行了介绍。ZDL-Ⅱ型盲孔钻孔设备、CML-1H型应变&力综合测试仪、BSF120-1。5CA-T型应变花为测量残余应力的仪器和器件，小孔法为试验方法。本章末尾介绍了测试焊缝接头显微硬度的方法（分层测试法）。

第三章 搅拌摩擦焊焊缝组织与性能分析

    搅拌摩擦焊相对于传统的焊接方法在焊接铝合金时具有很大优势，可以获得性能良好的焊接接头。在搅拌摩擦焊的过程中，其工艺参数如焊接速度、转速等都会对焊接过程的温度场分布以及焊后残余应力的分布有很大的作用，焊接速度、转速都是焊接接头质量的决定性因素。对焊接工艺进行优化，为工程应用提供依据的途径是对不同工艺参数下的焊缝成形及组织形貌进行研究。

3。1 焊接工艺对接头焊缝形貌的影响 

    不同焊接工艺参数下的焊缝形图是图3-1和图3-2。图3-1是焊接速度保持为100mm/min，旋转速度分别为1000、1200、1400、1600r/min形成的搅拌摩擦焊缝。图3-2是旋转速度保持为1000r/min，前进速度分别为90、80、70、60mm/min形成的搅拌摩擦焊缝。在优化焊接工艺参数的基础上进行试验，虽然焊缝表面形貌存在非常明显的差异，但焊缝未出现明显的缺陷（未焊合、沟槽等）。

图3-1 不同旋转速度下的焊缝表面形貌

(a)1000r/min (b)1200r/min (c)1400r/min (d)1600r/min

从3-1及3-2观察出，焊后的飞边比较明显，使接头减薄，对焊接接头的质量存在一定的影响。由于焊接过程中，热输入量比较大，使得焊缝金属软化，形成飞边。搅拌摩擦焊缝金属前进侧的旋转方向与焊接方向一致，轴肩与接头材料的相对运动速度较大；而后退侧的旋转方向与焊接方向相反，轴肩与接头材料的相对运动速度较小，所以前进侧产生的摩擦热大于后退侧产生的摩擦热，前进侧金属软化更加严重，飞边更为明显。随着旋转速度的提高或者焊接速度的减小，热输入量逐渐变大，导致焊缝表面金属软化更明显，从而使得焊缝的飞边更加突出。

    观察下图可以发现，经搅拌头搅拌的区域比较平滑，鱼鳞纹比较均匀。并且随着旋转速度的增加或者焊接速度的减小，鱼鳞纹的间距减小。