摘要: 摩擦焊是一種固態(tài)焊接方法，廣泛應(yīng)用于航天、航空、核能、機(jī)械、軍工、汽車等各個(gè)行業(yè)。近些年高強(qiáng)鋁合金由于其強(qiáng)度高，質(zhì)量輕耐腐蝕等特點(diǎn)在摩擦焊上得到發(fā)展應(yīng)用。目前國(guó)內(nèi)關(guān)于鋁合金摩擦焊方向的研究集中在鋁合金板材的攪拌摩擦焊上，對(duì)于高強(qiáng)鋁合金棒材的研究較少，其中摩擦焊接工藝參數(shù)中摩擦壓力是影響摩擦焊的重要的影響因素，研究不同摩擦壓力下的接頭摩擦界面溫度場(chǎng)及其力學(xué)性能變化對(duì)于優(yōu)化焊接參數(shù)具有重要意義。

本實(shí)驗(yàn)采用五組不同的摩擦壓力，摩擦壓力分別為25Mpa、40Mpa、55Mpa、70Mpa和85Mpa，通過(guò)熱電偶測(cè)出焊接過(guò)程中的溫度變化數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)繪制溫度變化曲線，研究該五組不同摩擦壓力下溫度變化規(guī)律，分析溫度場(chǎng)分布及變化的原因，并對(duì)焊后接頭進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試。

研究結(jié)果表明，焊接試樣接頭摩擦界面的最高溫度與摩擦壓力有有關(guān)，摩擦壓力越大，達(dá)到預(yù)設(shè)進(jìn)給量時(shí)需要的摩擦?xí)r間越短，該試樣摩擦界面的最高溫度越低。摩擦界面的最高溫度在520℃左右，最低溫度在380℃，在較大的摩擦壓力下，接頭容易開(kāi)裂。隨摩擦壓力增大，焊縫區(qū)的寬度變窄，焊縫區(qū)寬度最小值為418.3um，隨摩擦壓力增大，沖擊吸收功增加，吸收功最大值為12.65J。接頭按組織區(qū)域的不同分為焊縫區(qū)、熱機(jī)影響區(qū)、熱影響區(qū)和母材區(qū)。其中焊縫處由于晶粒細(xì)化的作用硬度值最高，硬度值在108HV左右，熱機(jī)影響區(qū)的硬度值稍低于焊縫區(qū)的硬度值，約為103HV，熱影響區(qū)的晶粒受熱長(zhǎng)大，該處區(qū)域的硬度值較低，硬度值約為90HV。

關(guān)鍵詞 摩擦焊；溫度場(chǎng)；摩擦壓力；接頭力學(xué)性能

目錄

摘要

Abstract

1緒論-1

1.1課題背景-1

1.2摩擦焊技術(shù)研究現(xiàn)狀-2

1.2.1摩擦焊溫度場(chǎng)測(cè)量方式概述-2

1.2.2摩擦焊溫度場(chǎng)研究現(xiàn)狀-2

1.2.2摩擦壓力對(duì)接頭力學(xué)性能研究-3

1.3研究?jī)?nèi)容及意義-5

1.3.1 本課題研究意義-5

1.3.2 研究?jī)?nèi)容-5

1.3.3 研究方法-5

2 實(shí)驗(yàn)材料和設(shè)備-7

2.1試驗(yàn)材料-7

2.1.1試樣尺寸形狀設(shè)計(jì)-7

2.1.2接頭金相試樣制備-9

2.1.3沖擊試樣制備-10

2.2實(shí)驗(yàn)設(shè)備-11

3 摩擦壓力對(duì)摩擦焊溫度場(chǎng)影響-12

3.1摩擦焊界面溫度測(cè)溫設(shè)備-12

3.2摩擦焊界面溫度測(cè)溫原理-12

3.3摩擦焊界面溫度測(cè)量方案-13

3.4溫度測(cè)量過(guò)程-13

3.5溫度測(cè)量結(jié)果及分析-14

3.5.1溫度分析-14

3.5.2試樣接頭宏觀形貌分析-15

4 摩擦壓力對(duì)接頭微觀組織及力學(xué)性能影響-18

4.1接頭顯微組織觀察-18

4.2摩擦壓力對(duì)焊合區(qū)寬度的影響-21

4.3接頭力學(xué)性能測(cè)試及分析-24

4.3.1沖擊韌性實(shí)驗(yàn)-24

4.3.2斷口形貌觀察分析-26

4.2.3 試樣接頭硬度測(cè)試分析-28

結(jié)論-30

致謝-31

參考文獻(xiàn)-32