鑄鋁的攪拌摩擦焊接

發布日期:2012-11-01    蘭生客服中心    瀏覽:5027

  針對ZL114A合金廣泛應用,中國攪拌摩擦焊中心對該材料的攪拌摩擦焊工藝適應性進行了開發, 試驗數據表明,該材料的攪拌摩擦焊工藝適應性良好,接頭抗拉強度達到了母材的91%,接頭力學綜合性能優于電子束等熔焊方法。

  ZL114A合金(舊牌號為ZAlSi7Mg1A),是在ZL101A合金基礎上增加Mg元素的含量發展起來的Al-Si-Mg系高強度鑄造鋁合金。它既具有優良的鑄造工藝性能,又具有較ZL101A合金更高的力學性能。由于其優越特性,在航空航天制造業中,廣泛用于制造重要部位的大型薄壁結構件。

  ZL114A合金應用前景廣闊,產生了對材料高效連接技術的迫切需求。因采用熔焊方法,熱輸入量較大,焊接變形大,難以滿足薄壁件精度要求;并且焊縫易出現氣孔、夾渣、未焊透、燒穿、裂紋等缺陷,缺陷率高;而且焊前焊后處理工序較繁瑣。

  攪拌摩擦焊是一種新興的金屬固相連接技術,金屬在焊接過程中不熔化,熱輸入量小;焊縫的連接是在金屬受擠壓的狀態下完成的,焊接接頭不會產生熔化 焊焊接接頭的氣孔和裂紋等一類缺陷,焊縫缺陷少;攪拌摩擦焊類似于機械加工過程,容易實現自動化控制,而且沒有熔化焊中的電壓,電流,強光,金屬粉塵等現 象,工作環境環保清潔。最重要的是,攪拌摩擦焊接頭的力學性能優于熔焊接頭。試驗數據表明焊接接頭的抗拉強度達到了母材的91%,試樣延伸率達到了 2.5%,接頭組織晶粒細化、均勻而致密,消除了母材的鑄造缺陷。

  下圖為ZL114A母材與焊接接頭微觀組織對比,從圖中可觀察到焊核區微觀組織是無方向 性的、細小的等軸晶粒,母材區為粗大的樹枝狀鑄造組織。

 (a)母材微觀組織                                (b)焊核微觀組織

  攪拌摩擦焊是一種區別于熔化焊和機械連接的新型焊接技術,基于其技術優勢,在航空制造業中的應用具有巨大的潛在性,為各種輕質合金高效連接,提供了解決途徑和方法。

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