2024-O铝合金FSW拼焊板成形性能研究

• 作者: 张浩 何长树 李晓丹 李颖
• 来源期刊: 轻合金加工技术
• 关键词: 2024铝合金 搅拌摩擦焊 拼焊板 退火处理 成形性能 数值模拟
• 年，卷（期）: 2021,（7）
• 所属期刊栏目: 轻合金材料及应用|Light Alloy Materials and Their Applications
• 页码范围: 49-58
• 页数: 10页
• 分类号: TG146.21
• 语种: 中文
• DOI: 10.13979/j.1007-7235.2021.07.009

摘要

利用杯突试验方法测试了 2 mm厚2024-0铝合金母材及搅拌摩擦焊拼焊板焊态和焊后退火态的杯突值,并利用ABAQUS数值模拟方法研究了杯突过程中试样应力和应变的分布特征,结合焊接接头的显微硬度测试和微观组织观察结果,讨论了影响拼焊板成形性能的主要原因.杯突试验结果表明,母材、焊态和焊后退火态拼焊板杯突值分别为11.53 mm、8.23 mm和10.49 mm.杯突试验过程的数值模拟结果表明,等效塑性应变最大位置是杯突试样的薄弱区,该区减薄率最大,是裂纹的起裂位置,这与杯突试验中裂纹出现的位置一致.在搅拌摩擦焊接过程中的热-机械作用下,焊核区Al基体发生动态再结晶导致的细晶强化以及Al2CuMg相发生溶解产生的固溶强化是焊态接头焊核区显微硬度升高的主要原因.焊后退火处理过程中,焊核区Al基体晶粒尺寸增加以及从过饱和Al基体中脱溶析出的Al2CuMg相发生粗化,导致退火态接头焊核区显微硬度明显下降.降低焊核区与周围金属的力学性能差异能够有效提高焊缝与周围金属的协同变形能力,进而提高拼焊板的成形性能.