论文部分内容阅读
7XXX系铝合金是含有锌、铜等元素的高强铝合金,以往主要应用于航空材料,近年来也在电子产品上有更多应用,是一种重要的工业基础材料,其板材在市场上需求很大。对7XXX系铝合金应用搅拌摩擦焊接进行连接,更能发挥出该材料优良特性,相比于传统焊接,搅拌摩擦焊接优势明显。7XXX系铝合金的结构件进行搅拌摩擦焊连接,近年来这方面的研究已有很大进展,但将搅拌摩擦焊和轧制两个分离的工艺结合在一起,这方面的工作还没有文献报导,尚不清楚焊接接头连接区轧制过程的组织性能变化规律。本文针对搅拌摩擦焊工艺应用到轧制实际生产的需要,对不同轧制压下量下的焊接接头变形行为进行研究。考虑使用搅拌摩擦焊接来替换传统焊接来实现连续轧制,既可以增加铝合金单卷的长度,又能够实现连续无头轧制,提高铝合金板生产率和改进产品质量。本课题使用搅拌摩擦焊将7XXX系铝合金进行连接,着重研究了7075和7050铝合金板材焊接接头在轧制过程的组织和性能变化,探讨将搅拌摩擦焊接用于铝合金连续轧制生产的可行条件。结果表明,当搅拌头转速为1400 rpm,焊接速度15 mm/min,轴肩压力3 k N,倾斜角度为2°时,可以得到外表美观、内部无缺陷的搅拌摩擦焊接接头,并且具有良好的硬度与拉伸强度,可以保证后续轧制的进行。在张力轧制过程中,7XXX系铝合金并未发生断带等轧制缺陷,焊接接头与母材一起发生塑性变形。并且随着板材厚度的降低,焊接接头处的特征逐渐消失,焊缝区域的组织与母材差异越来越小,各区域组织变得更均匀,力学性能差异减小。说明可以通过这种工艺来实现7XXX系铝合金的连续轧制。考虑到生产不同牌号产品的连接需要,并对相同厚度的异种牌号的铝合金板材进行了搅拌摩擦焊接,确认7XXX系铝合金之间可以使用搅拌摩擦焊接进行连接。但是由于不同牌号合金的热物理性能不同,会对其焊接区金属组织造成影响,加大了组织不均匀性。通过测量焊接过程中的温度场发现焊接过程中两种金属具有相同的变化趋势,但是峰值温度不同,说明异种金属焊接具有非对称性,通过采用不同的焊接模具材料和调整散热条件,可改善焊接中的不对称性影响。