王瑞卓，刘拥军，周友龙，林 森

（西南交通大学 焊接研究所，四川 成都 610031）

0 前言

铝合金因其密度小、强度高、易于加工成型等优点，近年来被广泛应用。搅拌摩擦焊作为一种固相连接工艺[1-2]，是一种高效、安全、环保、低成本的新型焊接方法。然而，搅拌摩擦焊接头质量受到主轴转速、焊接速度、压入量等因素的影响，如何选择合适的工艺参数成为了重要课题。本研究选用搅拌摩擦焊接方法，以6 mm厚的6061-T4铝合金为试验对象，采用正交设计试验方案，研究了焊接规范（主轴转速、焊接速度、压入量）对6061铝合金焊接接头组织性能的影响。

1 试验方法

试验材料为6 mm厚的6061-T4铝合金，供货状态为固溶处理加自然时效，其化学成分和力学性能如表1所示。

焊接设备为JBM01-06型搅拌摩擦焊机，搅拌头采用圆锥带螺纹搅拌针加内凹锥面轴肩设计。试验过程中可变因素包括主轴转速、焊接速度和压入量，经工艺调试，在其他焊接参数不变的情况下，转速 1100～1200 r/min、压入量为 0.3～0.4 mm、焊接速度为100～320 mm/min时可以获得表面光洁、焊缝成形美观的接头。设计的正交试验试验因素及水平如表2所示。

表1 6061-T4铝合金的化学成分 %

表2 试验因素和水平

2 试验结果和分析

2.1 正交试验结果和分析

正交试验方案与试验结果如表3所示，试验结果分析如表4所示。

表3 正交试验方案与试验结果

表4 正交试验结果分析

由表4可知，最佳试验方案应为A2B2C3，此时接头抗拉强度196 MPa，达到母材强度的81.3%。另外，影响接头抗拉强度最主要因素是焊接速度，在不同焊接速度条件下，接头抗拉强度变化较大，这可能与试验方案中设定的速度变化范围有关。……