焊接工艺参数对7B04-T6铝合金搅拌摩擦点焊接头疲劳性能的影响
2021-12-15赵新华丛家慧
王 磊,赵新华,2,丛家慧,2,回 丽,付 强,2
(沈阳航空航天大学1.航空制造工艺数字化国防重点学科实验室,2.机电工程学院,沈阳 110136)
0 引 言
搅拌摩擦点焊技术(FSSW)是在搅拌摩擦焊接(FSW)基础上发展起来的一项极具市场应用前景的新型固相连接技术[1-2],其中的回填式无匙孔搅拌摩擦点焊(RFSSW)技术具有工艺简单、焊接表面质量优异、焊接变形小、能耗低等优点,特别适用于铝合金、镁合金等轻金属材料的连接。该技术采用的搅拌工具由非一体的搅拌针、搅拌套、轴肩组成,通过搅拌针和搅拌套准确的相对运动,在搅拌套回撤的同时填充匙孔[3-4]。目前已有许多学者对RFSSW技术进行了相关研究,但对RFSSW接头疲劳性能的研究较少。UEMATSU等[5]通过观察RFSSW接头疲劳裂纹的扩展路径,发现在高载荷条件下,接头区的焊核剥离是引起疲劳失效的主要原因。UEMATSU等[6]对比了电阻点焊和RFSSW接头的疲劳性能,发现焊缝几何尺寸在决定其疲劳强度和断裂机理中起主导作用。SARA等[7]研究发现,在轴向加载过程中复杂应力对AlMgSc合金点焊接头疲劳性能有较大的影响。朱小刚等[8]研究发现,优化工艺参数和减小点焊接头缺陷尺寸可提高接头的疲劳性能。王联凤等[9]研究发现,RFSSW接头结合区中的环沟槽、孔洞及包铝层等缺陷造成了疲劳失效。7B04-T6铝合金在相同强度水平下的断裂韧性优于硬铝的,具有优良的热加工性能,且经过热处理后具有优良的综合性能,在航空领域中得到了广泛的应用。传统航空铝合金结构件大多采用铆钉与螺栓进行连接,这无形中增加了飞机的质量,同时连接时需要在连接位置开孔,这使得连接工艺变得复杂,也破坏了结构的完整性,从而严重影响了结构强度和可靠性。……
