钮旭晶，侯振国，董鹏，郁志凯，鲁二敬，张艳辉

摘要：采用双轴肩搅拌摩擦焊工艺对中国标准化动车组铝合金车体前端底板进行焊接。在前端底板生产中，焊接一次合格率（相控阵超声检测）低于50%，严重影响焊接质量及交车进度。针对上述问题对焊接缺陷进行研究，使用ABAQUS模拟孔洞型缺陷的形成机理，发现在合适的工艺参数下可以避免孔洞型缺陷的产生。采用光学显微镜（OM）和扫描电子显微镜（SEM）对正常断裂和异常断裂的“ 之 ”形线进行研究，探讨了两类断裂中“ 之 ”形线的来源以及形成机理。通过将原有“ 三棱锥 ”形状的搅拌针改为“ 正反双螺旋 ”形状的搅拌针，并系统改进焊接工艺，焊接一次合格率达到了100%。

关键词：6005A铝合金;双轴肩搅拌摩擦焊;“ 之 ”形线;异常断裂;搅拌针形状

中图分类号：TG457.14      文献标志码：A         文章编号：1001-2003（2021）10-0024-07

DOI：10.7512/j.issn.1001-2303.2021.10.05

0    前言

在高速列车制造中，铝合金的焊接直接关系到车辆的质量和运行的安全可靠性。相较于熔化焊方法，FSW在焊接效率、接头质量、制造成本和作业环境等方面具有明显优势，已经取代熔化焊技术成为铝合金车体的主导连接方法[1-2]。

在搅拌摩擦焊接过程中，无论是单轴肩还是双轴肩，焊核区域都会出现“ 之 ”形线。在双轴肩搅拌摩擦焊（BTFSW）焊接中“ 之 ”形线处曾发生异常断裂的情况，引起人们的广泛关注。Chen等人[3]认为“ 之 ”形线是对接表面氧化层在被搅拌针搅碎后无法与母材合成一体而形成的;Sato等人[4]认为“ 之 ”形线的形成与焊缝塑化金属的流动行为有关。……