7050-T7451铝合金搅拌摩擦焊组织及性能分析

7050铝合金是一种可热处理强化的超硬铝合金材料,熔铸方便,成形性好,具有良好的综合性能。由于铝合金弧焊时焊缝经常会产生气孔、裂纹、咬边等缺陷,特别是对于热处理强化的超高强铝合金,其弧焊焊接性更差,极易出现热裂纹,严重阻碍了7050铝合金在工业中的应用。搅拌摩擦焊(FSW)作为一种高效、优质、环保、低成本的新型焊接方法对7xxx系高强铝合金可以进行很好的焊接。本文选取8mm的7050-T7451铝合金板进行单道对接搅拌摩擦焊实验,并对接头的组织和力学性能进行了分析。

焊接试验用材料为8mm厚的7075-T7451铝合金,搅拌头材料采用H13热作模具钢。化学腐蚀液为15mlHCl+1mlHF+2.5mlHNO3+95mlH2O;在显微镜OptelicsTMS130下观察焊合区的组织特征;在CSS-44100电子多功能试验机上进行拉伸试验;在HX-1000显微硬度计上进行硬度测量。

焊核区发生连续动态再结晶形成细小的等轴晶;热机影响区在机械力和热循环的作用下呈条弧状组织;热影响区的组织晶粒发生粗化。当转速为375r/min、焊速为100mm/min时，接头抗拉强度较高，可达到母材的88.6%。焊缝硬度的分布呈现“W”形，较小值基本出现在后退侧热机影响区与热影响区的过渡处。