6061-T4鋁合金板材進(jìn)行對(duì)接,焊后利用光學(xué)顯微鏡(OM)和掃描電鏡(SEM)分析、對(duì)比了焊接接頭和母材的顯微組織和斷口形貌特征,并測(cè)試了其室溫拉伸性能和顯微硬度。6061精密鋁管實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:選擇了適合于6061精密鋁管材攪拌摩擦焊的工藝參數(shù):焊接時(shí)攪拌頭旋轉(zhuǎn)速度為1200 r.min-1,工件的進(jìn)給速度為300 mm.min-1,在此參數(shù)下獲得了與母材等強(qiáng)度、韌性接近于母材的焊接接頭,為此種合金應(yīng)用于汽車關(guān)鍵零部件提供了可靠的工藝方法。FSW板材接頭焊核區(qū)的組織和性能明顯優(yōu)于其他區(qū),熱影響區(qū)是接頭最薄弱的部分,焊核區(qū)的硬度最高,而熱影響區(qū)的硬度最低,焊縫金屬發(fā)生回復(fù)再結(jié)晶使晶粒細(xì)化。6061精密鋁管斷口分析表明,斷裂發(fā)生在熱影響區(qū),由于攪拌頭的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和熱量的累積,該區(qū)存在晶粒長(zhǎng)大、組織粗化現(xiàn)象。對(duì)工藝參數(shù)的優(yōu)化實(shí)驗(yàn)表明,攪拌頭旋轉(zhuǎn)速度與焊接速度對(duì)接頭性能的影響存在一定的適配關(guān)系,通過(guò)工藝參數(shù)的調(diào)整可以有效地控制熱影響區(qū)的焊縫組織和改善焊接接頭的性能。細(xì)晶強(qiáng)化是攪拌摩擦焊接頭強(qiáng)度與韌性提高的主要原因。
5052精密鋁管坯合適的高溫均勻化退火工藝,其溫度為580℃,保溫時(shí)間為20h。2.對(duì)板坯分別旋轉(zhuǎn)900和180°進(jìn)行軋制后,板材的抗拉強(qiáng)度降低了14%,5052精密鋁管旋轉(zhuǎn)90°軋制所得板材的伸長(zhǎng)率最高為16%,且屈強(qiáng)比低至0.5左右。經(jīng)過(guò)中間退火后板材組織和性能得到明顯改善,退火溫度為420℃時(shí),抗拉強(qiáng)度為227MPa,伸長(zhǎng)率達(dá)到16.4%。試驗(yàn)冷軋過(guò)程中中間退火溫度確定為420℃,保溫時(shí)間為30min。3.冷軋?jiān)囼?yàn)所得板材再結(jié)晶溫度范圍為300℃～340℃。隨著退火溫度升高,晶粒沒(méi)有出現(xiàn)明顯的晶粒長(zhǎng)大,反而有變小的趨勢(shì)；再結(jié)晶過(guò)程完成后,隨著保溫時(shí)間的延長(zhǎng),晶粒長(zhǎng)大不明顯。這與傳統(tǒng)的再結(jié)晶規(guī)律不一致。5052精密鋁管試驗(yàn)所得冷軋板材退火后,基體中大量分散著大小為1μm的細(xì)小顆粒,從而阻礙退火時(shí)再結(jié)晶晶粒的長(zhǎng)大,并致使板材的強(qiáng)度較高。340℃退火,保溫1h后,抗拉強(qiáng)度達(dá)到280MPa以上,伸長(zhǎng)率達(dá)到9%,強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率的配合較好,屈強(qiáng)比高。
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