文章标题:基于搅拌摩擦加工预处理的 6063 铝合金 扩散焊接界面调控与性能强化
文章作者:许仕明 1,2,马立驰 3,陆致远 1,2,宋佳芬 1,2,彭 毓 1,2,熊江涛 1,2,李京龙
关 键 字:6063 铝合金;扩散焊;搅拌摩擦加工;界面调控;性能强化
文章摘要:
采用搅拌摩擦加工(friction stir processing, FSP)对 6063 铝合金进行了扩散焊接的焊前表面处理。 实验结果表明,经 FSP 处理后表面形成细晶层,呈现出清晰梯度组织结构,截面分为搅拌区、热机械影响区和母材区 3 个区域。 为评估表面处理方法的优化效果,对比了不同表面处理方法(无 FSP、单侧 FSP、双侧 FSP)对扩散焊接头组织和力学性能
的影响,发现未经过 FSP 处理,界面处显著存在大量未焊合缺陷 ;相比之下,单侧 FSP 处理后的界面愈合效果较未经FSP 处理有一定提高,界面孔洞为扁平状,接头两侧晶粒尺寸差异较大;而经双侧 FSP 处理时,界面结合效果得到极大改善,除少量颗粒状孔洞,其余部分均焊合,分析其孔洞为界面处的 Mg2Si 氧化物颗粒经腐蚀后脱落形成。 进一步地,针对双侧 FSP 表面预处理的接头,在 570 ℃-4MPa 工艺参数条件下,开展了保温时间对接头力学性能的影响研究 ,结果表明,当保温时间由 30 min 延长到 90 min 时,尽管屈服强度变化不大,但抗拉强度显著增加,最高可达 111.8 MPa(达到母材强度的 85.3%),同时伸长率也随时间的延长而增大,最高为 20.1%。 断口形貌分析同步揭示了断裂模式转变,随着保温时间增加,韧窝数量增加,表明断裂方式从脆性断裂逐渐演变为韧性断裂。