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《7075鋁合金攪拌摩擦焊接頭疲勞性能評(píng)定和缺陷分析的研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、摘要攪拌摩擦焊(FSW)作為一種固相焊接技術(shù)在鋁及其合金的焊接方面顯示出了巨大的優(yōu)勢(shì)。深入研究各種工藝參數(shù)、焊接缺陷、組織結(jié)構(gòu)及接頭溫度場(chǎng)分布等因素對(duì)攪拌摩擦焊疲勞強(qiáng)度及壽命的影響規(guī)律，將為推廣和應(yīng)用這種技術(shù)、建立合理有效的疲勞評(píng)定規(guī)范提供重要依據(jù)。本文通過(guò)對(duì)7075攪拌摩擦焊接頭各個(gè)分區(qū)進(jìn)行金相和硬度實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明：在該焊接工藝參數(shù)下焊縫區(qū)域得到比母材更細(xì)小的再結(jié)晶晶粒，硬度的變化與接頭微觀組織的變化趁勢(shì)一致，焊縫中心得到了僅次于母材的較高硬度值，最低硬度值發(fā)生在熱影響區(qū)，在熱影響區(qū)與熱機(jī)影響區(qū)的交界處硬度迅速下降。
2、本文對(duì)7075鋁合金攪拌摩擦焊接頭進(jìn)行了力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)，拉伸實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明斷裂位置均發(fā)生在焊縫中心與熱影響區(qū)的交界處軟化區(qū)或熱影響區(qū)，焊接接頭的抗拉強(qiáng)度達(dá)到了母材的88％；疲勞裂紋擴(kuò)展速率實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明7075鋁合金攪拌摩擦焊接頭熱影響區(qū)和焊縫中心的疲勞裂紋擴(kuò)展速率da／dN在整個(gè)疲勞過(guò)程中都高于母材的的裂紋擴(kuò)展速率da／dN，這種差別在高的應(yīng)力強(qiáng)度因子幅值aK時(shí)表現(xiàn)優(yōu)為明顯；疲勞S-N試驗(yàn)結(jié)果表明7075鋁合金攪拌摩擦焊接頭取得了比同級(jí)別熔焊接頭更高的疲勞性能。通過(guò)分析FSW產(chǎn)熱過(guò)程和熱輸入基本分布情況建立了傳熱分析的有限
3、元模型，．計(jì)算和分析表明焊接過(guò)程中焊縫中心表面溫度在437℃"----490℃之間變化，攪拌頭前方溫度場(chǎng)梯度較小，后方溫度場(chǎng)梯度較大；焊接溫度場(chǎng)趨于穩(wěn)態(tài)時(shí)焊縫中心的溫度在470℃"---49012范圍內(nèi)變化，熱影響區(qū)的溫度在335℃～385℃范圍內(nèi)變化，焊縫前進(jìn)側(cè)溫度比焊縫后退側(cè)溫度平均低10℃左右，焊縫表面與底面的溫度差為15℃左右。通過(guò)對(duì)航空鋁合金攪拌摩擦焊接頭缺陷進(jìn)行的分析表明，在長(zhǎng)壽命區(qū)域焊縫表面的旋轉(zhuǎn)加工痕跡往往是疲勞裂紋產(chǎn)生的根源，焊縫連接處的飛邊缺陷將會(huì)對(duì)接頭疲勞性能產(chǎn)生明顯影響：“洋蔥皮"缺陷為兩個(gè)起始
4、裂紋提供了輕松連接的渠道，從而影響了試樣的整體疲勞壽命，同時(shí)它們對(duì)FSW接頭的斷裂韌性有一定影響：焊縫中心處殘留氧化物所形成的“Z”字形缺陷會(huì)明顯降低攪拌摩擦焊接頭疲勞性能，該缺陷是焊件表面和對(duì)接面上氧化物在攪拌頭的攪拌剪切作用下形成的。關(guān)鍵詞：攪拌摩擦焊；疲勞性能：鋁合金；疲勞裂紋擴(kuò)展速率：S-N曲線；“Z”字形缺陷：溫度場(chǎng)：數(shù)值模擬ABSTRACTFrcitionStirWelding(FSW)，asasolidstateweldingtechnology，hasbehavedmanysignificantadva
5、ntagesinweldingfieldofAlandAIalloys．Thatresearchingtheinflunceoftheweldingtechnology，weldingflaws，joints蛐nlct珈舊andtempreaturefielddistributiononthefatiguestrengthandlifecanprovideimportantreferencetobuildareseonablefatigueassessmentnorm．Inthescopeofthisthesis，th
6、roughthemetallographicalandmicrohardnesstestsindifferentareasof7075-T6A1alloyjoints，theresultsshowthattheweldsachievedfinerequiaialreerystallizedgrainstructurethanthebasematerial．Themicrohardnessvariationwasconsistentwiththatofmicrostructureinweldtransversesecti
7、on．Theweldsgainedahigherhardness．a(chǎn)ndtheminiInumhardnessoccurredintheHeatAffectedZone(HAZ)．IntheinterfacebetweentheHAzandThermalMechanicalAffectedZone(TMAZ)，thehardnessvaluedecreasedsignificantly．Inthispaper，seriesofmechanicalpropertytestsof7075-T6A1anoyjointshav
8、ebeenproceeded．Thetensiletestresultsshowedthat也efracturepositionoccurredinthesoftenedzonebetweenweldsandHAzorHAZ，and也etensilestrengthreachedthe88percentofbasematerial
