铝合金2024-T4搅拌摩擦焊搭接接头组织与性能分析

徐效东¹，杨新岐¹，周光¹，佟健华²

1. 天津大学材料科学与工程学院天津市现代连接技术重点实验室2. 中国搅拌摩擦焊中心北京赛福斯特技术有限公司

摘 要：研究了铝合金2024-T4搅拌摩擦焊（FSW）搭接接头的微观组织特征和疲劳性能。结果表明,搭接接头后退侧热力影响区晶粒变形程度较前进侧严重。疲劳试样断裂位置均位于弱连接缺陷向上"拉起"较严重的焊核区后退侧。当应力比为0.1时,铝合金搅拌摩擦焊搭接接头对应于95%存活率的疲劳强度特征值Δσk为18.25MPa,与铝合金熔焊搭接接头的Δσk为13.92MPa相比,增加了31.11%。与此同时,FSW搭接接头疲劳S-N曲线斜率m为5.39,大于熔焊接头所对应的S-N曲线斜率范围3.0～3.5,可见在长寿命区搭接接头的疲劳性能优于熔焊接头。搭接接头的裂纹源位于搭接接头上板底部位置的表面缺陷或者强化相颗粒处,对应于弱连接缺陷处。

关键词：铝合金;搅拌摩擦焊;搭接接头;微观组织;疲劳性能;