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6082-T6铝合金搅拌摩擦焊接头组织和冲击性能

2013-08-06赵亚东

电焊机 2013年10期

赵亚东,何 强

(安阳工学院 机床关键功能部件重点实验室,河南 安阳 455000)

0 前言

6082铝合金属于热处理强化合金,具有良好的强度、耐腐蚀性和断裂韧性,是高速列车理想的车身材料。目前该合金的焊接主要是采用熔化极氩弧焊MIG,在空气中很容易与氧发生反应,在其表面形成一层氧化铝膜,在焊接过程中很容易产生气孔、裂纹等缺陷,大大降低了接头的力学性能,限制了该合金在轨道交通领域中的应用。

焊接接头的冲击韧性是制定焊接工艺的重要依据,目前国内关于6082铝合金搅拌摩擦焊接头的冲击韧性鲜有报道。本研究采用搅拌摩擦焊技术实现了8 mm 6082-T6铝合金对接焊,研究了接头的微观组织和冲击性能。

1 试验材料和方法

试验材料为8 mm厚的6082-T6铝合金轧制板,尺寸规格300 mm×150 mm×8 mm,已经过淬火与人工时效处理,其力学性能为σb=310 MPa,断面收缩率A=10.5%,其化学成分见表1。试验用搅拌头的轴肩直径为20 mm;搅棒根部直径8 mm,长7.6~7.7 mm。工艺参数为:焊接速度 300 mm/min,搅拌头旋转速度1200 r/min。

表1 6082-T6铝合金的化学成分 %

焊后沿垂直于焊缝方向截取试样,经研磨、抛光后,用Keller试剂(150mlH2O+3mlHNO3+6 mlHCl+6 ml HF)对试样进行腐蚀。冲洗风干处理完毕,采用BX51M光学显微镜观察FSW焊接接头的显微组织形态。

冲击试样按GB2649-1989《焊接接头机械性能试验取样方法》取样,采用55 mm×10 mm×5 mm V型缺口试样。缺口分别开在焊核区、热影响区和母材,如图1所示。冲击试验按GB2650-1989《焊接接头冲击试验方法》在JB-30B型冲击机上进行,试验温度为室温。采用JSM-6360LV型扫描电子显微镜观察冲击断口形貌。

图1 冲击缺口位置示意

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