Mater. Sci. Eng. A：工艺参数对6061-T6铝合金电阻点焊接头力学性能的影响

【引言】

随着轻量化要求的越来越高，铝合金由于有良好的比强度，所以得到了广泛应用，而最适合连接铝合金的是搅拌摩擦点焊。但焊接工艺参数对接头性能的影响还不清楚，也没有建立接头性能与显微组织之间的关系。并且在破坏性场合，应变速率非常大，铝合金搅拌摩擦焊的力学性能也不清楚。

【成果简介】

近日，亚利桑那州立大学的K.N.Solanki在Materials Science and Engineering: A上发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”。在该文中，研究了6061-T6铝合金搅拌摩擦点焊搭接接头力学性能。

【图文导读】

图1 焊接接头极射图

（a）焊缝

（b）热影响区

（c）母材

图2 光镜图

（a）焊核

（b）母材

（c）焊缝

图3 泰勒因子图

图4 光镜图

（a）母材

（b）焊缝

（c）焊缝Fe-Cr混合物粒子的TEM图

图5 TEM图和EDS分析

（a）-（b）TEM图（母材中针状析出物）

（c）-（d）TEM图（焊缝的析出物不是针状，而是球状）

（e）析出物EDS分析

图6 TEM图（母材中位错绕粒子弯曲分布）

图7 应力-应变曲线及断口SEM图

（a）准稳态应变速率（10-3s-1）下的应力-应变曲线

（b）高应变速率下的应力-应变曲线

（c）应变速率为10-3s-1时的断口SEM图

（d）应变速率为800s-1时的断口SEM图

图8 焊接接头剪切强度和拉伸强度

图9 不同应变速率下的焊缝的气孔

（a）中等应变速率

（b）低应变速率

（c）高应变速率

【小结】

6061-T6铝合金搅拌摩擦点焊搭接接头强度和性能总体上是焊核直径和气孔的函数，同时也受焊核位置的影响。焊接过程中电流的微小变化对焊接接头显微组织没有影响，但焊接电流对接头性能产生较大影响。焊缝和热影响区强度的降低主要是因为沉淀相的弥散分布。Fe-Cr弥散相夹杂的存在是焊缝和热影响区塑性降低的主要原因。虽然加工过程中的温度对显微组织影响不大，但会对接头的尺寸和气孔产生影响，进而影响接头力学性能。由于焊接接头显微组织的变化，使得塑性降低。通常大的Fe-Si粒子以及气孔是应力集中源。在高应变速率下，小电流的工艺使接头气孔减少，接头塑性提高。

文献链接：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）。

本文由材料人编辑部金属组 杨树 供稿，材料牛编辑整理。

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