2A14厚板铝合金SSFSW角焊缝接头组织及性能

作者：闫新中; 杨新岐^*; 唐文珅; 赵慧慧; 郭立杰

来源：机械工程学报, 2022, 58(22): 186-197.

• 2A14铝合金
• 角焊缝接头
• 静止轴肩搅拌摩擦焊
• 组织特征
• 力学性能

采用自主研制搅拌针长度为8.5mm的静止轴肩搅拌工具和2A14-T4厚板铝合金进行150°角焊缝接头静止轴肩搅拌摩擦焊工艺试验，探讨焊接工艺参数对接头组织和力学性能的影响规律。结果表明：在500～700r/min主轴转速与40～100 mm/min焊接速度范围内均可获得表面光滑无内部缺陷的角焊缝接头，其外观尺寸可精确控制基本无残余焊接角变形。焊缝区主要由焊核(Stir zone,SZ)组成，SZ形状类似搅拌针圆锥台状或椭圆状、其宽度沿厚度方向分布比较均匀；热力影响区(Thermal mechanical affected zone, TMAZ)及热影响区(Heat affected zone, HAZ)宽度明显较小。焊缝区硬度分布具有明显不均匀特征，最薄弱区位于TMAZ与HAZ的交界处。主轴转速变化对焊缝区平均硬度影响较小，但随着焊接速度增加其平均硬度明显增大。角焊缝前进侧等效拉伸强度大于后退侧，等效拉伸强度随转速增加而减小，焊速的增大而增大。在500 r/min-100 mm/min焊接工艺下所得到的接头等效拉伸强度最高，可达到母材的79.24%。在拉-剪复合承载模式下，角焊缝拉伸试样宏观塑性变形很小呈现脆性断裂特征。

• 单位
  天津大学; 上海航天设备制造总厂