包铝层对7B04-O铝合金薄板搅拌摩擦搭接性能影响

doi:10.3901/JME.2015.22.054

机械工程学报

包铝层对7B04-O铝合金薄板搅拌摩擦搭接性能影响

杨超¹, 王继杰¹, 韩培培², 杜宝瑞 ², 刘晓寒², 薛鹏³, 马宗义³, 倪丁瑞¹

1. 沈阳航空航天大学材料科学与工程学院沈阳 110036；
2. 中航工业沈阳飞机工业(集团)有限公司沈阳 110850；
3. 中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家(联合)实验室沈阳 110016

收稿日期:2015-05-10 修回日期:2015-08-12 出版日期:2015-11-15 发布日期:2015-11-15
通讯作者: 王继杰,男，1968年出生，博士，教授，硕士研究生导师。主要研究方向为纳米材料，铝基复合材料，形状记忆合金及相变。 E-mail：wangjijie@sau.edu.cn
作者简介:杨超，男，1987年出生。主要研究方向为铝合金的焊接。 E-mail：yangchao_sy@163.com
基金资助:
high-strengh aluminum alloy；alclad layer；friction stir lap welding；microstructure；tensile properties

Effect of Al Clad Layer on Friction Stir Lap Welded 7B04-O Al Sheet

YANG Chao¹, WANG Jijie¹, HAN Peipei², DU Baorui², LIU Xiaohan², XUE Peng³, MA Zongyi³, NI Dingrui³

1. School of Materials Science and Engineering, Shenyang Aerospace University, Shenyang 110036;
2. AVIC Shenyang Aircraft Corporation, Shenyang 110850;
3. Shenyang National Laboratory for Materials Science, Institute of Metal Research, Chinese Academy of Sciences, Shenyang 110016

Received:2015-05-10 Revised:2015-08-12 Online:2015-11-15 Published:2015-11-15
Supported by:
国家自然科学基金资助项目(51331008)

摘要/Abstract

摘要： 对2 mm厚的带有包铝层的退火态(O态)7B04铝合金薄板进行搅拌摩擦搭接焊接(Friction stir lap welding, FSLW)。分析包铝层、焊接参数、热处理对FSLW接头质量、微观组织及力学性能的影响。结果表明，焊核中的原始包铝层无法被完全打碎分散，其中前进侧的分散比较明显，而后退侧的包铝层则基本保持了原来状态。通过增加转速或轴肩尺寸，可以有效消除焊核中心的孔隙缺陷，但仍无法使界面处的包铝层充分破碎分散。随着转速增加或焊接工具轴肩尺寸增大，FSLW接头强度提高。包铝层对焊态FSLW接头强度影响不明显，接头强度约为母材强度的94%；淬火后，包铝层对接头强度的影响显著，接头强度仅为淬火态母材的64%。

关键词: 包铝层, 高强铝合金, 搅拌摩擦搭接焊, 力学性能, 微观组织

Abstract: Annealed Al-coating 7B04 Al sheets in thickness of 2 mm are subjected to friction stir lap welding (FSLW). The effect of alclad cladding, welding parameters and heat treatment on the quality, microstructure and mechanical properties of the FSLW joints are investigated. The results show that the original alclad layers can not be completely broken up and dispersed into the nugget zone. The dispersion of the alclad layers in the advancing side is quite obvious, however this is not the case in the retreating side, which is basically maintained as the original state. The pore defect in the nugget zone can be effectively eliminated by increasing the rotation rate and the shoulder size. The tensile strength of the FSLW joint increases with increasing the rotation rate or the shoulder size. The effect of the alclad layer does not show apparent effect on the tensile strength of the welded FSLW joints, and the strength of the joints is about 94% of that of the base material; however, this effect is obvious for quenched joints, the joint strength is only 64% of that of the quenched base material.

杨超, 王继杰, 韩培培, 杜宝瑞,刘晓寒, 薛鹏, 马宗3, 倪丁瑞. 包铝层对7B04-O铝合金薄板搅拌摩擦搭接性能影响[J]. 机械工程学报, doi: 10.3901/JME.2015.22.054.

YANG Chao, WANG Jijie, HAN Peipei, DU Baorui, LIU Xiaohan, XUE Peng, MA Zongyi, NI Dingrui. Effect of Al Clad Layer on Friction Stir Lap Welded 7B04-O Al Sheet[J]. Journal of Mechanical Engineering, doi: 10.3901/JME.2015.22.054.

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Effect of Al Clad Layer on Friction Stir Lap Welded 7B04-O Al Sheet

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