基于同质摩擦的涡流搅拌摩擦焊工艺

• 作者: 刘小超 甄云乾 何欣沅 陈海燕 申志康
• 来源期刊: 航空学报
• 学科: 航空航天
• 关键词: 搅拌摩擦焊 同质摩擦 转速 焊缝成形 涡流式材料流动
• 年，卷（期）: 2022,（2）
• 所属期刊栏目: 先进航空材料焊接/连接专栏|Special Topic of Advanced Aeronautical Materials Welding/Joining
• 页码范围: 112-120
• 页数: 9页
• 分类号: V252.2
• 语种: 中文

摘要

涡流搅拌摩擦焊(VFSW)是一项新近提出的改型工艺,其利用与工件材料同材质的棒材和外加的支撑套筒作为搅拌工具进行搅拌摩擦焊接,有望在高熔点金属的固相连接、焊接修复等领域取得工程应用.研究了转速对6061铝合金涡流搅拌摩擦焊焊缝成形和接头力学性能的影响规律.试验结果表明,在30 mm/min的焊接速度下,当转速较低时焊缝背部出现弱连接,接头强度较低;当转速较高时因工件和搅拌工具之间的界面打滑而难以形成有效的涡流式材料流动,导致焊缝无法有效成形,出现表面线状缺陷;在400～800 r/min的转速范围内,可获得良好的焊接接头.随转速增加,焊核区体积先增大后减小,但热影响区体积逐渐增大.在完全焊透的前提下,热影响区是接头软化最严重的区域,同时也是拉伸试样的断裂部位.随转速提高,接头抗拉强度先升高后降低,断后延伸率则相反.试验参数下接头的最大抗拉强度为174.8 MPa,对应的断后延伸率为6.5％.