加拿大28走势图 搅拌摩擦焊接接头的抗拉强度和弯曲性能

发布日期:2012-11-01    兰生客服中心    浏览:1792

  最近英国焊接研究所(TWI)认为,2000、5000、7000等系铝合金的搅拌摩檫焊焊接接头的常态强度与母材等强度,但也有的低于母材。表2-2给出了铝合金搅拌摩檫焊焊接接头的力学性能数据。

  表2-2铝合金的搅拌摩檫焊焊接接头的拉伸试验结果

  注:PM-断裂在母材,WM-断裂在焊缝,HAZ-断裂在热影响区,HAZ/PM-断裂在热影响区和母材交接处。

  Kluken等对采用各种焊接方法和搅拌摩檫焊焊接的A6005铝合金接头的静态强度进行了比较,从表2-2中可以看出,等离子弧小孔焊焊接接头的抗拉强度值最高,为194MPa;搅拌摩檫焊最低,为175Mpa,而接头的延伸率却最高,为22%。但是搅拌摩檫焊焊接接头没有气孔、裂纹等缺陷。2000系铝合金的搅拌摩檫焊焊接接头,断裂发生在热影响区。

  铝合金分为热处理型和非热处理型。对于热处理型合金来说,采用熔焊时,焊接接头性能发生改变是一个大问题。飞机制造用的2000、7000系硬铝,时效后进行搅拌摩檫焊,或搅拌摩檫焊之后进行时效处理,两者焊接接头的静态抗拉强度约为母材的80~90%。

  6000系的6N01-T6铝合金广泛用于日本的铁路车辆制造。焊接和时效处理顺序对机械性能有很大的影响。表2-3是12mm的6No1-T6铝合金在大气中和水冷中进行搅拌摩檫焊,焊接接头的抗拉强度试验结果。从试验结果可以看出,经时效处理后,焊接接头的抗拉强度得到了提高。

  表2-3焊接中冷却方式和时效处理对抗拉强度的影响

  摩擦焊的焊接强度和板厚的关系:

  特别是在水冷中焊接的试件经时效处理后,改善效果最为显著。这是因为,水冷使软化区变小,采用这样的时效处理,硬度回复效果特别好。在一边水冷一边进行搅拌摩擦焊的情况下,接头强度的大小和被焊金属的厚度有关,如图2-26所示。随着板厚的增大,接头强度下降。

图2-266No1-T6铝合金在水冷中搅拌图

  搅拌摩擦焊焊接焊头的弯曲试验,与电弧焊接头弯曲试验不同,弯曲半径为板厚的4倍以上。试验结果表明,在这样的试验条件下,无论是铝及其合金还是钢的搅拌摩擦焊焊接焊头的180º弯曲性能都很好。

  由于搅拌摩擦焊是单道焊,被焊母材是被固定在垫板上。焊接时,为了避免搅拌头的搅拌指棒与垫板接触,搅拌头的搅拌指棒长度往往稍微比被焊金属厚度小一些,从而造成被焊金属的背面留有一定的间隙,它导致焊接接头在背弯试验时背面张开,相当于熔化焊的根部欠陷。如果焊缝根部有缺陷,可用砂轮将焊缝根部缺陷处轻轻打磨平。

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