7075-T6合金超声辅助搅拌摩擦焊接头搅拌区组织与力学性能

张志强^1,2，何长树^1,2，赵夙³，赵骧^1,2

1. 东北大学材料科学与工程学院2. 东北大学材料各向异性与织构教育部重点实验室3. 中国科学院宁波材料技术与工程研究所

摘 要：搅拌区的金属流动不充分容易导致轴肩影响区与搅拌针影响区之间的过渡区出现疏松缺陷并恶化接头的力学性能.在不同焊接参数条件下,对7075-T6铝合金分别进行常规搅拌摩擦焊接（FSW）和超声辅助搅拌摩擦焊接（UAFSW）,研究了超声振动对接头搅拌区的金属流动行为、微观组织特征和力学性能的影响.结果表明:相同焊接参数下,UAFSW接头搅拌区的力学性能均优于FSW接头.焊接参数为1 000 r/min-110 mm/min的UAFSW接头搅拌区的抗拉强度和延伸率最高,分别达到515 MPa和17.3%.在搅拌摩擦焊接过程中施加轴向超声振动可以显著降低搅拌区金属的屈服应力和流变应力,促进塑化金属沿板厚方向的流动.消除搅拌区中过渡区的疏松缺陷,并细化微观组织,是接头力学性能提高的主要原因.

关键词：超声辅助搅拌摩擦焊;铝合金;搅拌区;显微组织;力学性能;