赵 佳， 刘万存， 谷松伟， 于海东

7A09 铝合金属于热处理强化高强度铝合金，具有高强、 高韧、 低密度等优点， 在航天航空和武器制造等领域都有广泛的应用[1]。 对于这种高强度铝合金， 采用熔焊技术进行焊接， 焊缝容易产生气孔、 焊接裂纹等缺陷， 且焊接变形大， 焊缝热影响区软化现象严重， 接头性能大大降低。

搅拌摩擦焊（ Friction Stir Welding， FSW） 是英国焊接研究所于1991 年发明的一种新型固相连接技术。 该技术具有焊接缺陷少、 焊接变形和残余应力小、 焊接接头质量高和焊接过程环保、 耗能少等优点。 对于传统熔焊方法难焊或者不能焊接的材料， 搅拌摩擦焊优势显著。 自搅拌摩擦焊发明以来， 受到了众多研究者的关注， 使得该技术得到了迅速的发展。 目前， 该项技术已成功应用到多个领域[2]。

本文通过对某产品用12 mm 厚的7A09H112 铝合金进行搅拌摩擦焊焊接， 分析焊接接头的微观组织和力学性能， 为工程应用提供支持。

1 试验条件及方法

本文选用的试验材料为12 mm 厚的7A09H112铝合金。 焊接件的规格为310 mm×450 mm×12 mm，采用平板对接焊， 焊缝位于沿长度方向的对称中心处， 7A09H112 铝合金的化学成分满足GB/T 3190-2008 标准（见表1）。

本文的试验设备采用龙门式一维搅拌摩擦焊专机， 搅拌头采用硬质合金， 锥形搅拌针的长度11.8 mm， 轴肩直径Ø20 mm（ 见图1） 。 搅拌头旋转速450～550 r/min， 焊接速度80～120 mm/min， 搅拌头倾斜角度2.5°， 下压量0.2 mm。

表1 7A09H112 铝合金化学成分 （wt.%）

焊后沿垂直于FSW 焊缝方向截取制备接头的金相试样， 打磨抛光后， 采用Keller （ 1.0%HF+1.5%HCl+2.5%HNO3+95%H2O） 试剂腐蚀， 观察焊缝的宏观形貌， 并使用OLYMPUS GX71 光学显微镜观察焊接接头的金相组织。……