6061-T4鋁合金板材進行對接,焊后利用光學顯微鏡(OM)和掃描電鏡(SEM)分析、對比了焊接接頭和母材的顯微組織和斷口形貌特征,并測試了其室溫拉伸性能和顯微硬度。6061精密鋁管實驗結果表明:選擇了適合于6061精密鋁管材攪拌摩擦焊的工藝參數:焊接時攪拌頭旋轉速度為1200 r.min-1,工件的進給速度為300 mm.min-1,在此參數下獲得了與母材等強度、韌性接近于母材的焊接接頭,為此種合金應用于汽車關鍵零部件提供了可靠的工藝方法。FSW板材接頭焊核區的組織和性能明顯優于其他區,熱影響區是接頭最薄弱的部分,焊核區的硬度最高,而熱影響區的硬度最低,焊縫金屬發生回復再結晶使晶粒細化。6061精密鋁管斷口分析表明,斷裂發生在熱影響區,由于攪拌頭的旋轉運動和熱量的累積,該區存在晶粒長大、組織粗化現象。對工藝參數的優化實驗表明,攪拌頭旋轉速度與焊接速度對接頭性能的影響存在一定的適配關系,通過工藝參數的調整可以有效地控制熱影響區的焊縫組織和改善焊接接頭的性能。細晶強化是攪拌摩擦焊接頭強度與韌性提高的主要原因。
5052精密鋁管坯合適的高溫均勻化退火工藝,其溫度為580℃,保溫時間為20h。2.對板坯分別旋轉900和180°進行軋制后,板材的抗拉強度降低了14%,5052精密鋁管旋轉90°軋制所得板材的伸長率最高為16%,且屈強比低至0.5左右。經過中間退火后板材組織和性能得到明顯改善,退火溫度為420℃時,抗拉強度為227MPa,伸長率達到16.4%。試驗冷軋過程中中間退火溫度確定為420℃,保溫時間為30min。3.冷軋試驗所得板材再結晶溫度范圍為300℃～340℃。隨著退火溫度升高,晶粒沒有出現明顯的晶粒長大,反而有變小的趨勢；再結晶過程完成后,隨著保溫時間的延長,晶粒長大不明顯。這與傳統的再結晶規律不一致。5052精密鋁管試驗所得冷軋板材退火后,基體中大量分散著大小為1μm的細小顆粒,從而阻礙退火時再結晶晶粒的長大,并致使板材的強度較高。340℃退火,保溫1h后,抗拉強度達到280MPa以上,伸長率達到9%,強度和伸長率的配合較好,屈強比高。
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