铝合金T型接头作为一种用途仅次于对接接头的焊缝形式，在建筑、船舶、轨道车辆等领域均具有大量应用，其焊接质量也备受关注。2021年度实验室借助机器人搅拌摩擦焊接系统空间可达性好、柔性化制造程度高以及搅拌摩擦焊接优质、高效、绿色的技术优势，基于理论分析与工艺试验相结合的方法，开展了静止轴肩平面焊缝、直角焊缝的焊接工艺研究，研制了适用于复杂空间结构部件搅拌摩擦焊接的工装夹具，研究典型高性能铝合金搅拌摩擦焊接成形机理，开发静止轴肩平面焊缝、直角焊缝的焊接空间搅拌摩擦焊接工艺，获得了无缺陷焊接接头。通过对比不同工艺参数，研究了焊接热输入对焊缝力学性能的影响；利用金相显微镜、SEM断口扫描与EBSD技术描述并分析了焊缝内缺陷形式与产生原因，为今后的工程实际应用提供技术支撑与理论依据。
图1静止轴肩搅拌摩擦焊接过程
a)接头1焊接成形 b)接头2焊接成形
图2不同工艺参数静止轴肩搅拌摩擦焊直角焊缝
a)接头1断裂位置 b)接头2断裂位置
图3不同工艺参数下直角焊缝拉伸断裂位置
a)接头1交界区欧拉图 b)接头2交界区欧拉图
图4焊缝重叠区上部微观形貌
利用静止轴肩搅拌摩擦焊方法焊接了5A06铝合金T型全焊透角接头，采用了“高转速低焊速”与“低转速高焊速”两种热输入不同的焊接工艺参数，经验证在这两种参数下均可获得无孔洞缺陷的焊接接头,接头中心存在2.4mm焊缝重叠区,焊缝表面光滑,母材几乎无减薄发生。在“高转速低焊速”下焊缝抗拉强度较低，为198MPa，焊缝断裂在腹板侧，在“低转速高焊速”下焊缝抗拉强度较高，达到287MPa，开裂发生在第一道焊缝后退侧焊核区，贯穿底板。“高转速低焊速”会使搅拌针与周围材料发生滑动摩擦，导致焊缝重叠区上部与母材交界处出现弱结合缺陷，削弱焊缝力学性能.在能够保证焊接时材料具有充分的焊接热进行塑性变形与动态再结晶的前提下，适当降低热输入可使搅拌针与周围材料的滑动摩擦转变为粘摩擦，有利于缺陷的消除。
黑公网安备23010902010305