6061-T6鋁合金雙軸肩攪摩擦焊扭矩分析.pdf

1、雙軸肩攪拌摩擦焊是近年內(nèi)發(fā)展起來的新的焊接技術(shù)，目前已經(jīng)廣泛運(yùn)用于航空航天、國防事業(yè)等眾多領(lǐng)域。本文針對(duì)7.8 mm厚的6061-T6鋁合金，進(jìn)行不同方案的雙軸肩攪拌摩擦焊接試驗(yàn)，結(jié)合前進(jìn)阻力、溫度過程參數(shù)對(duì)扭矩進(jìn)行分析，對(duì)比扭矩特征，提出一種可用于檢測間隙的算法；利用四組不同形式的軸肩組合進(jìn)行雙軸肩攪拌摩擦焊，研究軸肩形式對(duì)焊縫表面成形、焊后力學(xué)性能的影響，并重點(diǎn)研究了不同軸肩形式的扭矩的變化，及扭矩對(duì)焊接的影響。
　　自主設(shè)計(jì)

2、了一種卡扣式雙軸肩攪拌摩擦頭，可通過不同長度的上位鍵和下位鍵改變軸肩距以適應(yīng)不同板厚，抗振性能良好有效的避免了螺栓帶來的軸肩距變化的問題；設(shè)計(jì)新型工裝，將原有工裝由滑動(dòng)摩擦改為滾動(dòng)摩擦，使測得的前進(jìn)阻力更準(zhǔn)確。
　　在有間隙和無間隙兩種條件下，進(jìn)行雙軸肩攪拌摩擦焊試驗(yàn)，分析了扭矩特征參數(shù)，發(fā)現(xiàn)穩(wěn)定狀態(tài)的低頻扭矩隨著轉(zhuǎn)速上升而變小、隨著焊接速度變大而變大；扭矩信號(hào)在整個(gè)焊接過程中都有振蕩特性，而且振蕩周期隨著轉(zhuǎn)速的變大而變??；間隙會(huì)

3、使得扭矩原始波形圖整體趨勢有所降低，低頻扭矩在間隙的位置會(huì)出現(xiàn)明顯的下降，對(duì)于扭矩的周期振蕩信號(hào)則會(huì)在間隙位置引起扭矩信號(hào)大幅度的振蕩現(xiàn)象，而間隙位置周圍的扭矩信號(hào)的振蕩情況也比無間隙的振蕩幅度大；在焊接速度低于200 mm/min時(shí)，小波變換算法能夠可靠的檢測出寬度大于0.3 mm的間隙。
　　在不同軸肩組合中，組合C(上凹下凸)、D(上凹下凹)成形最好，組合C接頭的拉伸強(qiáng)度最好，大約占母材的74.4％，凸肩對(duì)塑性金屬向焊縫中心

4、的流動(dòng)更有利；焊核區(qū)的硬度分布比較均勻，凹肩一側(cè)硬度低于凸肩一側(cè)的硬度，凹肩一側(cè)的晶粒(約12μm)大于接近凸肩一側(cè)的晶粒(約8μm)，在兩側(cè)熱機(jī)影響區(qū)，凹肩一側(cè)的硬度高于凸肩一側(cè)的硬度，凹肩一側(cè)的晶粒尺寸小于凸肩一側(cè)的晶粒尺寸；四種組合中，組合D產(chǎn)生的扭矩值最大，當(dāng)轉(zhuǎn)速差別不大時(shí)凸肩更容易引發(fā)扭矩振蕩的現(xiàn)象；當(dāng)軸肩選擇不當(dāng)，會(huì)使得扭矩變大，產(chǎn)熱增加，出現(xiàn)粘黏現(xiàn)象，引起飛邊、焊縫變薄等現(xiàn)象，若扭矩出現(xiàn)異常振蕩現(xiàn)象可能會(huì)導(dǎo)致攪拌針的疲勞斷