Mater. Sci. Eng. A：工藝參數對6061-T6鋁合金電阻點焊接頭力學性能的影響

【引言】

隨著輕量化要求的越來越高，鋁合金由于有良好的比強度，所以得到了廣泛應用，而最適合連接鋁合金的是攪拌摩擦點焊。但焊接工藝參數對接頭性能的影響還不清楚，也沒有建立接頭性能與顯微組織之間的關系。并且在破壞性場合，應變速率非常大，鋁合金攪拌摩擦焊的力學性能也不清楚。

【成果簡介】

近日，亞利桑那州立大學的K.N.Solanki在Materials Science and Engineering: A上發表了最新的研究成果“Influence of variable processing conditions on the quasi-static and dynamic behaviors of resistance spot welded aluminum 6061-T6 sheets”。在該文中，研究了6061-T6鋁合金攪拌摩擦點焊搭接接頭力學性能。

【圖文導讀】

圖1 焊接接頭極射圖

（a）焊縫

（b）熱影響區

（c）母材

圖2 光鏡圖

（a）焊核

（b）母材

（c）焊縫

圖3 泰勒因子圖

圖4 光鏡圖

（a）母材

（b）焊縫

（c）焊縫Fe-Cr混合物粒子的TEM圖

圖5 TEM圖和EDS分析

（a）-（b）TEM圖（母材中針狀析出物）

（c）-（d）TEM圖（焊縫的析出物不是針狀，而是球狀）

（e）析出物EDS分析

圖6 TEM圖（母材中位錯繞粒子彎曲分布）

圖7 應力-應變曲線及斷口SEM圖

（a）準穩態應變速率（10-3s-1）下的應力-應變曲線

（b）高應變速率下的應力-應變曲線

（c）應變速率為10-3s-1時的斷口SEM圖

（d）應變速率為800s-1時的斷口SEM圖

圖8 焊接接頭剪切強度和拉伸強度

圖9 不同應變速率下的焊縫的氣孔

（a）中等應變速率

（b）低應變速率

（c）高應變速率

【小結】

6061-T6鋁合金攪拌摩擦點焊搭接接頭強度和性能總體上是焊核直徑和氣孔的函數，同時也受焊核位置的影響。焊接過程中電流的微小變化對焊接接頭顯微組織沒有影響，但焊接電流對接頭性能產生較大影響。焊縫和熱影響區強度的降低主要是因為沉淀相的彌散分布。Fe-Cr彌散相夾雜的存在是焊縫和熱影響區塑性降低的主要原因。雖然加工過程中的溫度對顯微組織影響不大，但會對接頭的尺寸和氣孔產生影響，進而影響接頭力學性能。由于焊接接頭顯微組織的變化，使得塑性降低。通常大的Fe-Si粒子以及氣孔是應力集中源。在高應變速率下，小電流的工藝使接頭氣孔減少，接頭塑性提高。

文獻鏈接：Influence of variable processing conditions on the quasi-static and dynamic behaviors of resistance spot welded aluminum 6061-T6 sheets（Materials Science and Engineering: A，2018，doi.org/10.1016/j.msea.2018.03.120）。

本文由材料人編輯部金屬組 楊樹 供稿，材料牛編輯整理。

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