鎂合金攪拌摩擦焊溫度場及接頭組織性能研究.pdf

1、本論文基于對“攪拌摩擦焊三維不對稱非線性梯度接頭特征”的認識,以鑄造鎂合金AZ31為研究對象,在最佳工藝參數(shù)(S=1500r/min,F=50mm/min,Z=-3.85mm)下,通過熱電偶測溫試驗(包括焊接接頭內(nèi)部的布點)、拉伸試驗(包括橫向及分層切片)、及金相顯微試驗從試板三維幾何方向(橫向,縱向,板厚方向)系統(tǒng)地研究了攪拌摩擦焊接溫度場的變化規(guī)律、焊接接頭的宏觀形貌、微觀組織及力學(xué)性能,揭示了“三維不對稱非線性梯度”接頭組織和性能

2、特征及形成機制。
　　在攪拌摩擦焊接過程中,接頭內(nèi)特征點的溫度曲線上存在“雙峰”和“峰值溫度滯后”現(xiàn)象,起始階段的特征點峰值溫度較低,中間穩(wěn)定階段較高,結(jié)束階段最高。在垂直于焊縫方向的直線上,特征點距攪拌頭中心越遠,峰值溫度越低,其溫度在再結(jié)晶溫度以上停留的時間越短,焊接穩(wěn)定階段,前進側(cè)的溫度高于后退側(cè);在試板的厚度方向上,特征點距試板上表面越近,峰值溫度越高,在再結(jié)晶溫度以上停留的時間越長,上表面最高溫度可達449℃。
　

3、　焊接接頭組織和性能在橫向、沿焊接方向及板厚方向各不相同,橫向上看,焊核區(qū)呈現(xiàn)細小的動態(tài)再結(jié)晶組織;兩側(cè)的熱機械影響區(qū)由彎曲拉長的晶粒組成,前進側(cè)熱機影響區(qū)與焊核區(qū)域界限明顯,而后退側(cè)界限模糊,且前進側(cè)熱機械影響區(qū)為接頭最薄弱的區(qū)域,斷裂方式為韌脆混合型斷裂;熱影響區(qū)組織與母材相似,只是略有長大。從板厚方向上看,最上表面分布著較為粗大的晶粒,中間是細小均勻的等軸晶,此處接頭的強度最高,最下端組織紊亂,晶粒大小極不均勻。從平行于焊接方向看