5083铝合金搅拌摩擦焊缝的剥落腐蚀性能_骆志捷

第29卷　第4期2008年8月大连交通大学学报JOURNAL　OF　DAL I A N　J I A OT ONG　UN I V ERSI TYVol.29　No.4　Aug.2008　　文章编号:167329590(2008)04200682045083铝合金搅拌摩擦焊焊缝的电化学腐蚀行为赵亚东1,沈长斌1,刘书华1,葛继平1,黄振晖2,董春林3(1.大连交通大学材料科学与工程学院,辽宁大连116028; 2.中国北车集团唐山轨道客车有限责任公司产品研发中心,河北唐山063035; 3.中国搅拌摩擦焊中心,北京100024)摘　要:通过室温静态挂片实验以及动电位极化曲线测试,在0.2mol/L NaHS O3+0.6mol/L NaCl溶液中,对5083铝合金搅拌摩擦焊(FS W)焊缝以及5083铝合金母材的电化学腐蚀行为进行了研究.结果表明:主轴转速为300r/m in,焊接速度为160mm/m in,搅拌头倾角为3°时的焊缝与母材相比,平均腐蚀速率较小,腐蚀电位Ecorr 正向移动,腐蚀电流Icorr变小.同时使用扫描电子显微镜(SE M)对室温静态挂片实验试样的表面形貌进行了观察,发现焊缝表面上局部只出现少量较浅的点蚀坑,而母材表面的点蚀现象较为严重.关键词:铝合金;搅拌摩擦焊;焊缝;电化学腐蚀中图分类号:TG172.9文献标识码:AElectrochem i ca l Corrosi on Behav i or of Fr i cti on Sti rW eld i n g W eld of5083A lu m i n u m A lloyZHAO Ya2dong1,SHEN Chang2bin1,L I U Shu2hua1,GE J i2p ing1,HUAN Zhen2hui2,DONG Chun2lin3(1.School of M aterials Science and Engineering,Dalian J iaot ong University,Dalian116028,China;2.R&DCenter,CNR Tangshan Rail w ay Vehicle Co.,L td,Tangshan063035,China;3.China FS W Center,Beijing100024,China)Abstract:Electr oche m ical corr osi on behavi or of fricti on stir welding weld of5083alu m inum al2l oy and parent material were comparatively investigated in the s oluti ons of0.2M NaHS O3and0.6M NaCl at r oom te mperature by static weight l oss experi m ent(gravi m etric test)and poten2ti odyna m ic polarizati on technique.The corr osi on rate of the weld at the t ool r otati on rate of300r/m in,and the traverse s peed of160mm/m in with3°t ool tilt was less than that of the parent ma2terial.The corr osi on potential of the weld was more positive than that of the parent material,andthe corr osi on current density was less than that of the parent material.SE M observati on showedthat a fe w shall ow p its p resented on the surface of the weld,however,a large number of deeperp its e merged on the surface of the parent material.Key words:alu m inu m all oy;fricti on stir welding;weld;electr oche m ical corr osi on铝合金搅拌摩擦焊焊缝的腐蚀性能研究具有一定的理论意义和工程应用价值.作者对5083铝合金搅拌摩擦焊焊缝在室温0.2mol/L NaHS O3+0.6mol/L NaCl溶液中的电化学腐蚀行为进行了较为详尽的研究.3收稿日期:2007211223基金项目:大连市经委资助项目作者简介:赵亚东(1983-),男,硕士研究生E2ma il:shencb@.　第4期赵亚东,等:5083铝合金搅拌摩擦焊焊缝的电化学腐蚀行为691　试验材料及方法试验材料采用厚度为8mm的5083铝合金,其化学成分见表1所示.试验所采用的搅拌摩擦焊试件是在北京赛福斯特技术有限公司提供的搅拌摩擦焊设备上进行,其工艺参数为:主轴转速为300r/m in,焊接速度为160mm/m in,搅拌头倾角为3°.表1　5083铝合金的化学成分%材料Si Fe Cu Mg Mn Cr Zn Ti其它A l50830.400.400.10.40 4.40.090.250.150.15余量静态失重试验(质量法)中的样品处理方法是先用水磨碳化硅砂纸打磨至1000#,然后用去离子水冲洗,酒精除油脂,吹风机吹干,置于干燥器中备用.腐蚀介质采用0.2mol/L NaHS O3+0.6mol/L NaCl混合溶液,所用NaHS O3、NaCl为分析纯试剂,用去离子水进行配制.样品悬挂于盛有2000mL室温0.2mol/L NaHS O3+0.6mol/L NaCl溶液的长方体状电解池底部,平行样品数为3个.挂片一定时间后,取出样品,先用50mL H3P O4+20g Cr O3+1L蒸馏水配成溶液去除腐蚀产物后,再浸入浓硝酸5m in除去残余的腐蚀产物[1].使用的电子天平由上海民桥精密科学仪器有限公司生产的,型号为F A1104A,精度达到0.1mg.动电位极化曲线是在上海辰华仪器公司生产的CH I600B型电化学工作站上进行的.电解池为全玻璃电解池,三电极系统,极化范围为-1.5～1.5V,扫描速度为0.01V/s,参比电极为饱和甘汞电极(SCE),辅助电极为光亮箔片(面积为3c m2),工作电极通过线切割从大块样品取得,工作面积为1c m2 (注:焊缝的取样原则是尽量取焊缝中间区域),其余非工作表面镶嵌在单组分室温硫化硅橡胶中.工作电极的工作表面的处理方法与静态失重实验中样品的处理方法一样,腐蚀介质亦一样.扫描电子显微镜(SE M)观察采用日本JEOL公司生产的JS M-6360LV型扫描电子显微镜.2　结果与讨论2.1　静态失重试验(质量法)静态失重法(质量法)是最简单和可靠的确定腐蚀速率的方法,它用于测量整个腐蚀期间的平均腐蚀速率.失重试验的结果列入表2(表2中的样品1号为5083铝合金搅拌摩擦焊焊缝,样品2号为5083铝合金母材).使用了三个平行试样,腐蚀速率ν通过下式计算:ν=m0-m1s×t(1)式中,m0为腐蚀试验前的试样质量;m1为腐蚀试验后的试样质量;s为暴露于腐蚀介质的试样总面积;t为腐蚀试验时间.根据式(1),主轴转速为300r/m in,焊接速度为160mm/m in,搅拌头倾角为3°时焊缝的平均腐蚀速率小于5083母材的平均腐蚀速率.表25083铝合金搅拌摩擦焊焊缝和母材在室温0.2m ol/LNaHS O3+0.6m ol/L NaC l溶液中静态失重测试结果试样编号s×10-6m2m1gm2gthv×10-1g・m-2・h-1v×10-1g・m-2・h-1 1146 6.0276 6.020124 2.7311139 6.0062 5.9980243 2.88 1146 6.0323 6.024324 2.911160 6.2421 6.231624 3.7721160 6.2787 6.267724 3.95 3.89 1160 6.2425 6.231524 3.9570　大连交通大学学报第29卷2.2　5083铝合金搅拌摩擦焊焊缝的动电位极化曲线图15083铝合金搅拌摩擦焊焊缝和母材在室温0.2m ol/L NaHS O 3+0.6m ol/L NaC l 溶液中的动电位极化曲线表35083铝合金搅拌摩擦焊焊缝和母材在室温0.2m ol/L NaHS O 3+0.6m ol/LNaC l 溶液中的电化学参数试样Ecorr/mV SCE I corr /(μA ・c m -2)1-709.310.032-717.520.15083铝合金搅拌摩擦焊焊缝的动电位极化曲线如图1所示.对焊缝和母材在室温0.2mol/L NaHS O 3+0.6mol/L NaCl 溶液中的动电位极化曲线进行分析,得出它们的腐蚀电位E corr 和腐蚀电流I corr ,其结果见表3.从结果中可以看出,5083铝合金搅拌摩擦焊焊缝的腐蚀电位E corr 大于母材的腐蚀电位E corr ,其腐蚀电流I corr 值约为母材的1/3.焊缝的动电位极化曲线位于母材的动电位极化曲线的左上侧.图1和表3表明主轴转速为300r/m in,焊接速度为160mm /m in,搅拌头倾角为3°时焊缝的耐腐蚀能力与母材相比较好.2.3　5083铝合金搅拌摩擦焊焊缝腐蚀形貌对失重后的样品用肉眼观察发现,5083铝合金搅拌摩擦焊焊缝的腐蚀形貌均一,相对比较平坦,5083母材的腐蚀形貌比较粗糙,点蚀现象比较严重.图2是1号试样和2号试样的扫描电子显微镜(SE M )的失重试验后的表面形貌图.图2　铝合金搅拌摩擦焊焊缝和母材的腐蚀形貌图(×50)2.4　讨　论在搅拌摩擦焊过程中,焊缝区要经受严重塑性变形,导致晶粒尺寸减小,单位面积内晶粒数目增加,位错密度增加,残余应力也增大(归结为因素1),同时,也使得焊缝区的化学成分均质化(归结为因素2)[2].根据经典理论,材料经过严重塑性变形后单位面积内的晶粒的数目增加,单位面积内的晶界数目亦增加,位错密度增大,这些晶体缺陷的大量增加导致了晶粒和晶界在电化学性能上的不均匀性增大[3],残余应力也增大,从而使材料的耐腐蚀能力降低,即因素1会导致材料耐腐蚀性能的恶化.从腐蚀学的角度,化学成分均质化,降低了材料形成局部腐蚀原电池的倾向,从而提高了材料的耐腐蚀性能[4],即因素2会提高材料耐腐蚀性能.因此,材料经过搅拌摩擦焊后,与母材相比,其电化学腐蚀性能的变化,取决于以上两种因素综合作用的结果,即谁占主导地位.假如,前者占主导地位,材料的电化学腐蚀性能降低[5];假如,后者占主导地位,材料的电化学腐蚀性能得到提高[629].根据实验结果,5083铝合金搅拌摩擦焊焊缝的平均腐蚀速率比5083母材的平均腐蚀速率小,其腐　第4期赵亚东,等:5083铝合金搅拌摩擦焊焊缝的电化学腐蚀行为71　蚀电流也比母材的腐蚀电流小,焊缝的腐蚀电位E corr 与母材的腐蚀电位E corr 相比,向正向移动.焊缝的腐蚀形貌均一,相对比较平坦,但是母材的腐蚀形貌比较粗糙,点蚀现象比较严重.焊缝的电化学腐蚀性能与母材相比,得到提高,是由于焊缝的化学成分均质化占主导地位.3　结　语(1)在室温0.2mol/L NaHS O 3+0.6mol/L NaCl 溶液中,主轴转速为300r/min,焊接速度为160mm /m in,搅拌头倾角为3°时焊缝的平均腐蚀速率小于5083母材的平均腐蚀速率.(2)在室温0.2mol/L NaHS O 3+0.6mol/L NaCl 溶液中,主轴转速为300r/min,焊接速度为160mm /m in,搅拌头倾角为3°时焊缝与母材相比,腐蚀电位E corr 正向移动,腐蚀电流I corr 变小.(3)使用扫描电子显微镜(SE M )对室温静态挂片实验试样的表面形貌进行了观察,发现焊缝表面上局部只出现少量较浅的点蚀坑,而母材表面的点蚀现象较为严重.参考文献:[1]FERRER K S,KE LLY R G .Comparis on of methods of re moval of corr osi on p r oducts fr om AA20242T3[J ].Corr osi on,2001,57(2):1102117.[2]M I SHRA R S,MA Z Y .Fricti on stir welding and p r ocessing[J ].Materials Science and Engineering R,2005,50:1278.[3]单毅敏,罗兵辉,柏振海.5083铝合金在3.5%NaCl 溶液中的电化学腐蚀行为研究[J ].铝加工,2007,(1):11214.[4]刘永辉,张佩芬.金属腐蚀学原理[M ].北京:航空工业出版社,1993:27228.[5]L 7PEZ 2H I RAT A V M ,ARCE 2ESTRADA E M.Characterizati on of Co 2Cu mechanical all oys by linear s weep volta mmetry[J ].Electr ochi m ica Acta,1997,42(1):61265.[6]WANG S G,SHE N C B,LONG K,et al .Preparati on and electr oche m ical corr osi on behavi or of bulk nanocrystalline ingot ir onin HCl acid s oluti on[J ].Journal of Physical Chem istry B,2005,109:249922503.[7]WANG S G,S HE N C B,LONG K,et al .The electr oche m ical corr osi on of bulk nanocrystalline ingot ir on in acidic sulfate s olu 2ti on[J ].Journal of Physical Chem istry B,2006,110:3772382.[8]S HE N C B,WANG S G,Y ANG H Y,et al .Corr osi on effect of allylthi ourea on bulk nanocrystalline ingot ir on in diluted acidicsul phate s oluti on[J ].Electr ochi m ica Acta,2007,52:395023957.[9]SHE N C B,WANG S G,Y ANG H Y,et al .Corr osi on and corr osi on inhibiti on by thi ourea of bulk nanocrystallized industrialpure ir on in dilute HCl s oluti on[J ].Corr osi on Science,2006,48:165521665.。

第29卷 第5期2009年10月航 空 材 料 学 报J OURNAL OF A ERONAUT ICAL MAT ER I A LSV o l 29,N o 5 O c t ober 2009铝合金5083-6082搅拌摩擦焊焊缝的电化学腐蚀行为沈长斌1, 赵亚东2, 刘书华1, 葛继平1, 黄振晖3, 董春林4(1 大连交通大学辽宁省轨道交通关键材料重点实验室,辽宁大连116028;2 安阳工学院机械工程系,河南安阳455000;3 中国北车集团唐山轨道客车有限责任公司产品研发中心,河北唐山063035;4 北京航空制造工程研究所中国搅拌摩擦焊中心,北京100024)摘要:首先,对铝合金5083-6082搅拌摩擦焊(FS W )焊缝与5083母材、6082母材的金相组织进行了研究,结果表明,焊缝的组织与两种母材相比,其晶粒明显细化。

其次,通过室温静态挂片试验以及动电位极化曲线测试,电化学阻抗谱(E IS)试验,在室温0.2mo l/L N a H SO 3+0.6m o l/L N aC l 溶液中,对铝合金5083-6082搅拌摩擦焊的焊缝以及两种母材的电化学腐蚀行为进行了研究。

结果表明:主轴转速800r /m i n ,焊接速度160mm /m in ,搅拌头倾角3 时的焊缝与两种母材相比,腐蚀电位E co r r 正向移动,平均腐蚀速率和腐蚀电流密度I co r r 变小,极化电阻R p 增大。

同时使用扫描电子显微镜(SE M )对室温静态挂片试验试样的表面形貌进行了观察,发现焊缝表面上只出现少量较浅的点蚀坑,而两种母材表面的点蚀现象较为严重。

关键词:铝合金;搅拌摩擦焊;异种焊缝;电化学腐蚀中图分类号:TG172 9 文献标识码:A 文章编号:1005-5053(2009)05-0024-05收稿日期:2008-04-23;修订日期:2008-06-26基金项目:大连市经委资助项目作者简介:沈长斌(1972 ),男,副教授,主要从事金属腐蚀与防护研究,(E -m a il)shencb @djtu .edu .cn 。

铝合金5083焊接接头的腐蚀疲劳性能分析作者：林庆琳来源：《科技风》2018年第10期摘要：本文以5083O铝合金MIG焊接接头为研究对象，利用焊缝成形好的焊接接头进行了腐蚀疲劳试验；结合金相显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）对焊接接头进行了初步分析。

关键词： 5083铝合金；MIG焊接接头；腐蚀疲劳中图分类号：TG 403随着铝合金焊接结构在轨道交通以及航天航空、船舶上的大量应用，铝合金焊接结构的各种性能越来越受到重视，特别是铝合金焊接接头的腐蚀疲劳性能[1]。

5083铝合金材料作为不可热处理强化的防锈铝合金，已经大量被运用到各个行业，5083的MIG焊接接头的腐蚀疲劳性能非常有必要。

本文采用了ER5356铝合金作为焊丝，利用MIG焊对5083O铝合金板材进行焊接，对焊接件进行了腐蚀疲劳试验，通过金相电镜以及扫描电镜，对铝合金5083O焊接接头的腐蚀疲劳性能进行了研究分析。

1 试验材料与方法1.1 试验材料试验用材料为5083O态铝合金板材，试验材料厚度4mm。

焊接材料选用5356铝合金焊丝，标准试验所用铝合金材料化学成分满足标准GB/T31902208要求。

1.2 焊接工艺焊接试验采用手工MIG焊接方法。

焊接接头采用对接焊缝，由于焊接板厚较薄，试件不开坡口，进行I型焊接，焊接时两件焊接间隙调整为1.01.4mm，为了保证焊接件的平面度，焊接件焊接时需要使用工装夹具固定。

1.3 试验方法及设备选取成型良好的焊接接头，根据GB/T30752008制成标准矩形截面疲劳试件，将试件使用3%NaOH浸泡过的湿棉布包裹后在MST810疲劳试验机上进行试验，应力比R=0，频率为8HZ，试验温度25oC，棉布一直湿润；对断裂后的焊接接头使用XJP2型金相显微镜观察金相组织结构；使用PhilipsSEM515型场发射扫描电镜观察了焊接件断形貌。

2 试验结果与分析2.1 腐蚀疲劳试验结果图1为断裂后的焊接接头试样，断裂位置位于焊缝区，稍向融合区偏移。

摘要：A5083铝合金为Al-Mg系防锈型铝合金，不可热处理强化，塑性较好，但强度较低，其耐蚀性和焊接性良好，退火状态时切削加工性较差。

研究4mm厚度A5083P-O MIG焊接接头的组织、硬度及其疲劳强度，发现接头的焊缝组织主要是以细小的枝晶为主，熔合线靠母材侧为垂直于熔合线的细长柱状晶粒。

焊接接头各区域硬度值为70~80HV，热影响区的软化现象不明显。

接头的条件疲劳强度能够达到95MPa。

关键词：A5083P-O铝合金；MIG焊接头；疲劳性能中图分类号：TG444+.74文献标志码：B文章编号：1001-2303（2014）09-0144-04 DOI：10.7512/j.issn.1001-2303.2014.09.35全可靠运行具有重要的意义。

在此对A5083P-O铝合金MIG焊接接头的组织、力学性能及其疲劳性能进行研究，拟为综合评价车体铝合金焊接接头的服役行为提供数据支撑。

1试验材料和方法试验所用材料为4mm厚的A5083P-O铝合金，其化学成分如表1所示。

采用MIG焊接方法，焊丝为ER5356，保护气为99.999%的高纯Ar。

焊接工艺参数：焊接电流135~150A，焊接电压20~22V，焊接速度460~490mm/min，单面焊双面成形。

焊接环境一直保持恒温恒湿条件，温度恒定在23℃~26℃，湿度53%~57%。

试件焊好之后，利用线切割机取样，对接头的微观组织、硬度及其疲劳性能进行试验。

其中金相观察所用设备为Zeiss-A1M数码金相显微镜；硬度试验所用设备为HVS-30维氏硬度计；疲劳试验采用进口的MTS-810低频疲劳试验机，试验温度严格控制在20℃~22℃，试验时频率20Hz，应力比R=0，采用轴向力拉伸（正弦波）循环应力加载方式，疲劳试验件尺寸如图1所示。

试样断口微观形貌采用JSM-6490LV型扫描电子显微镜进行观察。

图1疲劳试样尺寸2试验结果和讨论2.1微观组织A5083P-O对接接头金相组织如图2所示。

《基于数值模拟的5083铝合金搅拌摩擦加工过程的研究》一、引言随着现代制造业的快速发展，铝合金因其轻质、高强度和良好的加工性能，在航空、汽车、船舶等领域得到了广泛应用。

其中，5083铝合金因其优异的机械性能和耐腐蚀性，在航空航天领域具有重要地位。

搅拌摩擦加工（Friction Stir Processing, FSP）是一种新兴的固态加工技术，其特点在于能够有效地改善金属材料的微观结构和力学性能。

然而，其加工过程中的温度场、材料流动和力学行为等仍需进一步研究和理解。

本文以5083铝合金为研究对象，通过数值模拟的方法，对搅拌摩擦加工过程进行深入研究。

二、研究背景及意义近年来，搅拌摩擦加工技术在铝合金的加工中得到了广泛应用。

然而，由于加工过程中的温度场、材料流动和力学行为等复杂因素的影响，其加工过程仍然存在一定的难度和风险。

为了更好地掌握这一技术，有必要对其进行深入研究。

特别是对于5083铝合金这类重要材料，研究其搅拌摩擦加工过程对于提高材料的性能，推动相关领域的发展具有重要意义。

三、研究内容（一）模型建立本研究采用有限元法建立5083铝合金搅拌摩擦加工过程的数值模型。

模型中考虑了材料的热物理性能、力学性能以及加工过程中的温度场、材料流动和力学行为等因素。

（二）数值模拟基于建立的模型，进行搅拌摩擦加工过程的数值模拟。

模拟过程中，通过改变工艺参数（如搅拌头转速、进给速度等），观察加工过程中的温度场、材料流动和力学行为的变化。

（三）结果分析对数值模拟结果进行分析，研究工艺参数对5083铝合金搅拌摩擦加工过程的影响。

通过对比不同工艺参数下的温度场、材料流动和力学行为，找出最优的工艺参数组合。

四、研究结果（一）温度场分析数值模拟结果显示，搅拌摩擦加工过程中，温度场分布受工艺参数的影响较大。

在一定的工艺参数范围内，增加搅拌头转速或减小进给速度可以使得温度场更加均匀。

同时，随着加工时间的延长，温度场逐渐扩散并趋于稳定。

5083-H321铝合金板材搅拌摩擦焊缝焊核区组织特征刘洪;袁鸽成;黄泽涛;梁春朗;吴亚;吴红辉【摘要】采用搅拌摩擦焊接法对5083-H321铝合金板材进行焊接,借助光学显微镜、扫描电镜、背散射电子衍射分析仪、显微硬度仪及取向显微成像分析技术,对焊核区及母材的组织与性能进行了对比性研究.结果表明:该合金板材的焊缝无宏观缺陷；搅拌摩擦焊使该合金板材中大量的小角度晶界转化为大角度晶界,母材和焊核区的晶粒尺寸分布范围分别为6～55μm和15～30μm,晶粒纵横比分布范围分别为2～8和1.5～3,焊核区组织呈现均匀化及等轴化的动态再结晶特征；焊缝表面硬度沿焊缝宽度方向分布不均匀,焊核区硬度略高,平均硬度接近母材硬度.【期刊名称】《材料研究与应用》【年(卷),期】2012(006)002【总页数】5页(P114-117,149)【关键词】5083铝合金;搅拌摩擦焊;组织特征【作者】刘洪;袁鸽成;黄泽涛;梁春朗;吴亚;吴红辉【作者单位】广东工业大学材料与能源学院,广东广州510006;广东工业大学材料与能源学院,广东广州510006;广东工业大学材料与能源学院,广东广州510006;广东工业大学材料与能源学院,广东广州510006;广东工业大学材料与能源学院,广东广州510006;广东工业大学材料与能源学院,广东广州510006【正文语种】中文【中图分类】TG457.14搅拌摩擦焊（FSW）是一种新型固相连接技术，焊缝成形性好，无传统焊接过程中产生的裂纹及气孔等缺陷，尤其适用于常规焊接法难以焊接的铝合金等金属材料，在航空、航天、船舶、汽车等制造业中有广阔的应用前景[1-2]．但是，在FSW过程中因材料受到挤压、锻造及剪切等复杂变形力作用，并且受强烈的摩擦热和变形热的影响[3-4]，使焊缝组织的变化过程较为复杂，虽然有关FSW铝合金材料组织与性能的研究报道不少，但大多数研究集中在工艺参数对组织与性能的影响方面，而对FSW动态再结晶过程中晶粒与晶界的变化特征少见报道[5-8]．本文选取FSW较少涉及的5083-H321铝合金板材作为研究对象，对比性地研究焊缝各区及母材的微观组织特征，着重分析焊核区的晶粒演变行为，为了解或预测搅拌摩擦焊焊缝的微观组织提供依据．试验板材为5083-H321铝合金板材，其尺寸为250 mm×80 mm×4 mm．首先在小型机床上沿垂直于板材轧制方向对板材进行FSW焊接，焊接速度设定为80 mm/min，搅拌转速为1000 r/min，其中搅拌头轴肩直径为22 mm，搅拌针长3.4 mm、直径约为7 mm．然后切取焊缝横截面试样若干，经磨光及机械抛光后，分别使用碱性与酸性试剂侵蚀．经处理后的试样，用数码相机拍摄其横截面低倍形貌，再利用LeicaDMI-5000M光学显微镜观察各区微观组织；用扫描电镜背散射电子衍射分析仪(EBSD)分析焊核与母材晶粒形状、尺寸及界面取向差分布图，其中取向差处于3～10°时为小角度晶界，超过10°时则为大角度晶界；用HVS-5硬度仪测定试样表面的显微硬度，以及分析硬度横向分布特征．图1为FSW焊缝横截面侵蚀后低倍形貌图．从图1可见，焊缝无宏观焊接缺陷．焊缝包含焊核区(NZ)、热力影响区(TMAZ)和热影响区(HAZ)三个典型区域，BM为母材区，NZ区与TMAZ区的金属塑性变形及流动迹象较明显，其中前进侧(AS)两区界限比后退侧(RS)的明显，NZ区位于焊缝中间部位，呈现洋葱环形貌，宽度略大于搅拌针直径，且在前进侧左上方产生了材料体向上翻转流动行为，形成了洋葱环尖特征．焊缝区材料所受的变形力，主要来自于搅拌针对材料的旋转搅拌作用以及轴肩的下压力作用，热量主要来自于搅拌工具与工件的摩擦热及材料变形产生的变形热，热与变形力的共同作用使焊缝区组织产生变化．图2为母材与焊缝各区高倍组织形貌图．从图2可见，焊缝各区晶粒特征明显不同．这是由于焊缝各区的热与力分布不均匀，导致各区组织呈现不同的晶粒形貌．其中母材的晶粒沿轧制方向呈板条状（图2（a）），热作用及变形力对其组织没有影响；焊核区晶粒为细小等轴晶（图2（b）），组织变化较大，此区受搅拌针的直接旋转搅拌作用，变形力及热作用对其组织影响大；图2（c）为热力影响区组织形貌，该区晶粒较焊核区的粗大，具有明显的流动特征；热影响区晶粒具有粗化现象（图2（d）），由于与搅拌区距离远，变形力的作用不足以使晶粒产生塑性变形，但在焊接热扩散的作用下，发生了晶粒长大的现象．焊核区是整个焊缝区域中组织变化最大的区域，利用取向显微成像技术(OIM)对试样的EBSD测量数据进行了分析（图3）．图3(a)和图3(b)分别为母材和焊核区的EBSD图像，该区的晶粒大小及形状产生了明显的变化，晶粒尺寸分布（图4）及晶粒纵横比分布（图5）也更清楚地显示出了晶粒的这种变化特征．通过图4发现，母材的晶粒尺寸分布范围较宽，且多数处于6～55 μm之间，焊核区晶粒尺寸分布相对集中，多数晶粒尺寸分布范围为15～30 μm．表明，搅拌摩擦焊能使晶粒得到明显地细化、均匀化．同时，通过图5发现，母材中大多数晶粒纵横比大于2，且分布范围宽，而焊核区的晶粒纵横比分布范围窄，大多处于1.5～3范围内，说明焊核区晶粒较母材产生了明显地等轴化．晶粒取向差分布反映了晶界特性的变化规律，图6为晶粒取向差分布图．从图6可见:母材与焊核区大角度晶界分别占35%和64%，说明在搅拌摩擦焊作用下，母材小角度晶界转化成了大角度晶界；在10°～50°范围内，焊核区大角度晶界所占比例高于母材，而当取向差小于10°时，焊核区小角度晶界低于母材，说明了在搅拌摩擦焊接过程中晶粒发生了动态再结晶，使小角度晶界转变成了大角度晶界，从而导致晶粒被细化；而当取向差大于50°时，无论是母材还是焊核区大角度晶界比例并未发生明显变化，说明高角度晶界并未发生明显转动．图7为5083-H321铝合金FSW焊缝表面硬度沿焊缝横向分布图．从图7可见，母材硬度约为98 MPa，经过搅拌摩擦焊后，焊缝各区硬度出现了较小波动，波动范围约为9 MPa，焊缝平均硬度约为94 MPa，接近母材的硬度，其中在搅拌针作用区和前进侧洋葱环尖部位出现了最高硬度，这是由于这些区域属于焊核区，在焊接过程中晶粒发生了动态再结晶且生成了细小的等轴晶．据霍尔-佩奇公式:σs=σo+Kd-1/2（d为晶粒直径），可以推测出细小的晶粒能使焊核区的强度增加．一般来说，强化后硬度亦应升高，但由于在焊接热变形过程中发生的动态再结晶降低了晶粒内位错密度，使位错强化作用降低．综合两因素，最终致使焊核区的硬度与母材的硬度相当．其它区晶粒尺寸较大，软化占主要地位，因而硬度明显低于母材，但整个焊缝的平均硬度仍接近母材．(1)5083-H321铝合金板材经搅拌摩擦焊接后，获得了无缺陷的焊缝．焊缝成形区的组织呈现出与母材明显不同的特征，焊核区显现搅拌摩擦焊接所特有的洋葱环形貌．(2)搅拌摩擦焊使5083-H321铝合金板材中大量的小角度晶界转化为大角度晶界，母材和焊核区的晶粒尺寸分布范围分别为6～55 μm和15～30 μm，晶粒纵横比分布范围分别为2～8和1.5～3，焊核区呈现明显均匀化与等轴化的动态再结晶组织．(3)焊缝表面硬度沿焊缝宽度方向分布不均匀，由于动态再结晶及晶粒等轴化细化，焊核区硬度略高，但平均硬度接近母材硬度，约为94 MPa，这种硬度分布特征与焊缝区微观组织分布不均相关．【相关文献】[1]曹丽杰．铝合金搅拌摩擦焊接技术的研究进展[J]．电子工艺技术，2009，30:99-103．[2]曾平．搅拌摩擦焊在船用铝合金结构中的应用[J]．船海工程，2010，39:55-57．[3]MCNELLEY T R，SWAMINATHAN S．Recrystallization mechanisms during friction stir welding/processing of aluminum alloys[J]．Scripta Materialia，2008，58:349-354．[4]SCHMIDT H B．Thermal modelling of friction stir welding[J]．Scripta Materialia，2008，58:332-337．[5]ARORA K S，PANDEY S，SCHAPER M．Microstructure evolution during friction stir welding of aluminum alloy A2219[J]．Journal of Materials Science and Technology，2010，26:747-753．[6]束彪，国旭明，张春旭．2195铝锂合金搅拌摩擦焊接头组织及性能[J]．航空材料学报，2010，30（4）:13-15．[7]傅志红，贺地求．7A52铝合金搅拌摩擦焊焊缝的组织分析[J]．焊接学报，2006，27:65-68．[8]SUTTON M A，YANG B．Microstructural studies of friction stir welds in 2024-T3 aluminum[J]．Materials Science and EngineeringA，2002，323:160-166．。

5083铝合金罐双人双面TIG对焊工艺研究冯鹏;苟海成;张亚鹏【摘要】铝合金材质具有自重轻、免喷涂和耐腐蚀性强等性能优势,已成为汽车制造业轻量化的首选材料.文章主要针对公司新产品铝合金罐车,分析和验证了罐体环缝双人双面TIG对焊打底工艺方法,总结固化工艺,为公司小批量试生产及批量化生产奠定了基础,确保了焊缝符合国标质量要求,提升了产品的竞争力.【期刊名称】《汽车实用技术》【年(卷),期】2018(000)020【总页数】4页(P199-201,238)【关键词】铝合金罐;环缝焊接方法;焊接工艺【作者】冯鹏;苟海成;张亚鹏【作者单位】陕汽淮南专用汽车有限公司,安徽淮南 232008;陕汽淮南专用汽车有限公司,安徽淮南 232008;陕汽淮南专用汽车有限公司,安徽淮南 232008【正文语种】中文【中图分类】U467.3危险品罐式半挂车轻量化设计的一个重要手段就是采用Al、Mg等轻质合金材料来制造，如今重卡变速箱、油箱、储气筒等关键零部件已逐渐使用铝合金材质。

罐式半挂车主要有碳钢、不锈钢和铝合金三种材质，若使用铝合金材质替代，则单车罐体部分可降自重1.6吨左右，提高了用户装运量，能最大化让利于用户。

在专用车行业中，国内主流罐式车生产厂家已开始逐步研发和推广铝合金材质罐车，以提升自身产品竞争力，目前铝合金罐车的市场份额呈现逐年递增态势，笔者牵头负责了本公司铝合金罐式车产品工艺设计和试制全过程，现已掌握了铝合金罐式车的关键生产工艺。

以公司50m³铝合金半挂车为例，产品拉运介质为汽柴油，整车主要由封头、前筒、鹅颈、防波板、后筒、下车架、管道系统、行走机构等模块组成，整车罐体长度12400mm，罐体截面为2492-2112mm，如图1。

其中，筒体板厚6mm，封头板厚7mm。

整车筒体、封头副车架等附件主要采用5083镁铝合金。

其中前筒和后筒主要通过平板对接自动焊焊接成型，经由卷板卷制而成。

封头与防波板通过“胀型-旋切”工艺制成。

5083铝合金搅拌摩擦焊缝多区域力学性能研究
王磊;曾泓润;刘小鹏;回丽;丛家慧
【期刊名称】《热加工工艺》
【年(卷),期】2024(53)3
【摘要】对12 mm厚的5083铝合金双轴肩搅拌摩擦焊接头不同区域进行金相组织观察、拉伸试验、硬度测试和疲劳试验,对疲劳试验后的试样断口进行SEM观察。

结果表明:焊核区晶粒明显细化,热影响区晶粒粗化,热机影响区晶粒发生严重变形并带有方向性。

接头整体硬度近似呈非对称的“W”形分布。

从母材到焊核区硬度
先减小后增大。

母材硬度值最高,焊核区次之。

母材、焊核区、热影响区的疲劳寿
命差别较大,母材疲劳性能最好,焊核区次之,热影响区最弱。

各区的疲劳裂纹源位于疲劳试样的表面,扩展区中可以看到疲劳条带,瞬断区断裂形式均为韧性断裂。

【总页数】5页(P24-28)
【作者】王磊;曾泓润;刘小鹏;回丽;丛家慧
【作者单位】沈阳航空航天大学航空制造工艺数字化国防重点学科实验室;沈阳航
空航天大学机电工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TG453.9
【相关文献】
1.5083铝合金搅拌摩擦焊缝的剥落腐蚀性能∗
2.5083-H321铝合金板材搅拌摩擦
焊缝焊核区组织特征3.搅拌针形状对5083铝合金搅拌摩擦焊缝质量的影响4.旋转
速度对5083铝合金搅拌摩擦焊焊缝的影响5.5083铝合金搅拌摩擦焊接头组织及力学性能研究
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精 密 成 形 工 程第16卷 第2期 46JOURNAL OF NETSHAPE FORMING ENGINEERING 2024年2月收稿日期：2023-12-22 Received ：2023-12-22基金项目：国家自然科学基金（52175326，51865035）Fund ：National Natural Science Foundation of China (52175326, 51865035)引文格式：杜勇, 夏希玮, 王益可, 等. 5083铝合金搅拌摩擦焊接头拉伸行为研究[J]. 精密成形工程, 2024, 16(2): 46-54. DU Yong, XIA Xiwei, WANG Yike, et al. Tensile Behavior of 5083 Aluminum Alloy Friction Stir Welded Joints[J]. Journal of Netshape Forming Engineering, 2024, 16(2): 46-54.5083铝合金搅拌摩擦焊接头拉伸行为研究杜勇1，夏希玮1，王益可2，陈玉华2，武鹏博3（1.中国船级社广州分社，广州 510235；2.南昌航空大学，南昌 330000；3.哈尔滨焊接研究所，哈尔滨 150028）摘要：目的 研究5083铝合金搅拌摩擦焊接（FSW ）的组织、力学性能和拉伸应变，分析接头的拉伸行为。

方法 采用数码相机、光学显微镜、电子扫描显微镜等表征分析方法，对焊缝的表面宏观成形、微观组织、断口形貌进行分析；利用拉伸机、三维数字动态散斑应变测量分析系统和显微维氏硬度计对接头的力学性能和拉伸应变进行测试。

结果 不同焊接工艺参数下FSW 接头的最低抗拉强度为305 MPa ，断后延伸率达到了14%以上；焊核区拉伸应变沿板厚方向呈现上高下低和上宽下窄的不均匀梯度分布，发生了较大程度的变形强化，直到拉伸应力达到抗拉强度。

5083铝合金搅拌摩擦焊焊核区非均匀性组织分析梁春朗;袁鸽成;吴红辉;吴亚【摘要】利用小型搅拌摩擦焊机焊接5083铝合金板材，借助电子背散射衍射技术和取向成像分析软件对焊缝焊核区的焊核前进侧、焊核中心区和焊核后退侧的晶粒形貌和取向差角度进行了对比性研究．结果表明：经过搅拌摩擦焊接后，焊核区发生动态再结晶，晶粒由原始带状转变为等轴状，其大角度晶界含量相比于母材有明显增加，但不同部位的晶粒尺寸和大角度晶界比例均不同，焊核前进侧、焊核中心区和焊核后退侧的平均晶粒尺寸分别为17.0、15.8和13.5μm，大角度晶界比例分别为76.4％、68.8％和73.2％．%The 5083-H321 aluminum magnesium alloy plates were welded on a minitype friction stir weld-ing machine.The microstructure of friction stir welding (FSW) in each nugget zone was studied via the grain morphology and misorientation distribution of nugget advancing side , nugget median zone and nug-get retreatingside .The results show that there are small equiaxial grains into which lath-shaped grains turn in nugget zones after friction stir welding .However , there are differences in the grain size between the nugget advancing side , nugget median zone and nugget retreating side , and the average grain sides are 17, 15.8 and 13.5 μm, pared with the base metal , the high angle grain bounda-ries(HAGB) fraction in nugget zones increase .Meanwhile the content is also different in the three zones , and they are 76.4%, 68.8%and 73.2%, respectively .【期刊名称】《广东工业大学学报》【年(卷),期】2013(000)003【总页数】4页(P118-121)【关键词】搅拌摩擦焊;焊核前进侧;焊核中心区;焊核后退侧;微观组织【作者】梁春朗;袁鸽成;吴红辉;吴亚【作者单位】广东工业大学材料与能源学院，广东广州510006;广东工业大学材料与能源学院，广东广州510006;广东工业大学材料与能源学院，广东广州510006;广东工业大学材料与能源学院，广东广州510006【正文语种】中文【中图分类】TG146.2+1搅拌摩擦焊(Friction stir welding，FSW)作为一种先进的固相连接技术，其以高效、环保以及焊接性能优异等优点而被广泛地应用于金属的焊接，尤其是铝合金的焊接［1-2］.在搅拌摩擦焊接过程中，焊缝材料受到锻造、挤压和剪切等复杂变形力的作用，以及受强烈的摩擦热和变形热的影响，其组织发生复杂变化［3-5］.根据焊缝材料受到的热－力因素影响的不同，可将焊缝分为热影响区、热力影响区和焊核区［6］.迄今，有关铝合金搅拌摩擦焊焊缝组织的研究报道不少［7-9］，但主要是研究上述3 个区域的组织和母材组织的差异及它们的变化特点，而较少地研究焊核区内组织的差异.本文选取广泛应用于交通运输和航天航空领域的5083 铝合金板材作为研究对象［10-11］，利用电子背散射衍射(Electron BackscatterDiffraction，EBSD)技术和取向成像分析(Orientation Imaging Microscopy，OIM)软件，对比研究了焊核前进侧(nugget advancing side，NAS)、焊核中心区(nugget median zone，NMZ)和焊核后退侧(nugget retreating side，NRS)的组织特点，为了解或预测该合金搅拌摩擦焊焊缝微观组织提供依据.1 实验过程选用5083 铝合金板材作为FSW 焊接板，板材长、宽、高分别为250、80、4 mm.在小型搅拌摩擦焊机上进行焊接试验，焊接方向与板材轧制方向垂直.搅拌工具的轴肩设计为光滑凹槽形状，直径为22 mm.搅拌针则采用带有螺纹的圆台形状，长为3.4 mm，近轴肩处的直径为7 mm，另一端直径为6 mm.焊接速度和转速分别为80 mm/min 和1 000 r/min，倾角和下压量分别为3°和0.5 mm.焊后，采用线切割方法分别切取母材轧板纵截面和焊缝横截面，制备成母材和焊核前进侧、焊核中心区和焊核后退侧的电子背散射衍射试样.试样经机械磨平、机械抛光后采用高氯酸乙醇溶液进行电解抛光，电解抛光电压为22 V.将电解抛光后的EBSD 试样在带有EDAX 探头的FEI-Sirion 200 场发射扫描电子显微镜上进行EBSD 测量，并利用取向成像分析软件分析EBSD 数据，获取晶粒取向差数据和绘制晶粒形貌图.本文定义当两相邻晶粒的取向差处于2° ～15°时为小角度晶界(low anglegrain boundaries，LAGB)，大于15°则是大角度晶界(high angle grain boundaries，HAGB).2 实验结果与分析2.1 晶粒形貌的差异利用取向成像分析软件分析EBSD 数据，绘制了母材(base metal，BM)和焊核前进侧、焊核中心区以及焊核后退侧的EBSD 晶粒形貌和大小角度晶界分布图，如图1所示.图中的黑色线条表示大角度晶界，白色线则表示小角度晶界.母材大部分晶粒沿着轧制方向呈带状分布，晶粒长而窄，同时存在少数小晶粒，在焊接过程中不受热－力作用的影响.焊核区晶粒为等轴状，晶粒尺寸比母材带状晶粒小.对比图1(b)、(c)和(d)发现，焊核区不同部位的晶粒尺寸不同，焊核前进侧大部分晶粒比较大，而焊核后退侧的晶粒相对较小.利用OIM 软件计算的焊核前进侧、焊核中心区和焊核后退侧的平均晶粒尺寸分别为17.0、15.8 和13.5 μm.图1 晶粒形貌及大小角度晶界分布图Fig.1 EBSD images of grain morphology and the distribution of LAGB/HAGB在变形过程中，温度是影响晶粒尺寸的主要因素:温度越高，晶粒长得越大.在搅拌摩擦焊接过程中，热量来源于搅拌工具与板材摩擦产生的摩擦热和材料变形产生的变形热［2，6］.由于搅拌工具轴肩和搅拌针的共同作用，焊核区材料受到高温和大变形力的作用，发生剧烈和复杂的变形，发生动态再结晶，生成细小等轴晶粒［6］.动态再结晶晶粒在高温的影响下继续生长，由于焊核区温度分布不均匀导致了其晶粒尺寸的不均匀.焊核前进侧的晶粒尺寸比焊核后退侧大，说明5083 铝合金搅拌摩擦焊焊缝焊核前进侧的温度比焊核后退侧高，而焊核中心区则位于两者之间，温度居中，因而其晶粒尺寸也处于中间位置.该结果与目前的温度分布研究结果［12-14］相吻合:焊缝前进侧的材料流动与焊接方向相反，材料与工具间的相对摩擦速率大，产生的摩擦热多，而后退侧则恰好相反，因此前进侧的温度比后退侧的温度高.2.2 晶体取向差的差异图2 是母材和焊核区3 个不同部位的晶体取向差百分含量变化的曲线图，显示了母材和焊核前进侧、焊核中心区以及焊核后退侧的晶粒取向差角度的变化规律.相比于母材，焊核区的小角度晶界比例减少，而在15° ～55°范围内，焊核区各部分的大角度晶界比例均比母材高，焊核区的大角度晶界比例约为73%，而母材仅为34.8%，如图3所示，表明经过搅拌摩擦焊接后，焊核区的大角度晶界含量明显提高.母材和焊核区3 个区域的大、小角度晶界分布如图1所示，母材带状晶粒内部出现较多的小角度晶界，焊核区大多数等轴晶粒内部也出现小角度晶界，但焊核区的小角度晶界比例明显减少.对比焊核区3 部分的晶体取向差变化曲线发现:随着取向差角度的增加，各个部分的取向差角度百分含量先急剧减少然后缓慢增加，在45°左右达到峰值然后又下降，最大的取向差角为63.5°.通过OIM 软件计算发现，焊核区不同部位的大角度晶界含量略有不同，焊核前进侧、焊核中心区和焊核后退侧的大角度晶界比例分别为76.4%、68.8%和73.2%.图2 晶粒取向差角度的变化曲线Fig.2 The distribution of misorientation angle 图3 大角度晶界比例的棒状图Fig.3 The column images of HAGB动态再结晶是一个位错消耗的过程.在搅拌摩擦焊接过程中，焊核区发生了动态再结晶，晶粒内部的部分位错和亚结构消亡，小角度晶界比例明显减少，大角度晶界百分含量提高.但是当搅拌针移动到下一个焊接位置时，该位置发生复杂变形的材料还会对相邻的、已焊接的部位的材料产生影响，动态再结晶产生的等轴晶粒内部位错增殖，造成焊核区仍存在部分小角度晶界.而焊核中心区是搅拌摩擦焊焊缝变形最为剧烈的区域［6］，位错增殖多，是焊核区大角度晶界含量最低的区域.同时，温度也会影响大角度晶界的含量:温度越高，晶界移动，晶内位错、亚结构则被消耗得越多，大角度晶界比例增加.焊核区各部位大角度晶界的比例不同说明了其温度不均匀，焊核前进侧大角度晶界的含量比焊核后退侧高的现象表明前进侧温度比后退侧温度高，与2.1 节所表明的观点相吻合.Devinder Yadav 等［15］研究商业纯铝搅拌摩擦加工发现焊核区大角度晶界比例为71.1%，焊核前进侧的大角度晶界含量最高，焊核后退侧的次之，焊核中心区的最低，这与本文的研究结果相似.部分研究结果［16-21］表明合金成分和工艺参数均对大角度晶界含量有影响.3 结论(1)5083 铝合金板材经过搅拌摩擦焊接后，焊核区形成明显的等轴晶粒，但该区不同部位的晶粒尺寸不均匀，焊核前进侧、焊核中心区和焊核后退侧的平均晶粒尺寸分别为17.0、15.8 和13.5 μm.(2)相对于母材，焊核区大角度晶界的百分含量明显增高，但该区内不同部位的大角度晶界含量不同，焊核前进侧、焊核中心区和焊核后退侧的大角度晶界比例分别为76.4%、68.8%和73.2%.(3)在搅拌摩擦焊接过程中，金属高温变形所引起的动态再结晶是焊核区形成等轴晶粒的根本原因，而焊核区内金属复杂的变形流动导致的温度分布不均是引起上述组织不均的重要原因.参考文献:［1］Mishra R S.Preface to the Viewpoint Set on friction stir processing ［J］.Scripta Materialia，2008，58(5):325-326.［2］史耀武，唐伟.搅拌摩擦焊的原理与应用［J］.电焊机，2000，30(1):6-9.Shi Yao-wu，Tang Wei.The principle and application of the friction stir 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多道次搅拌摩擦加工制备的5083铝合金细晶材料超塑性研究叶奔;丁强;秦未;周健;李红军【摘要】通过多道次搅拌摩擦加工5083铝合金材料,细化材料晶粒,使用倒置金相显微镜分析其晶体结构、微观形貌,然后对试样进行高温拉伸实验,通过分析其材料的延伸率、应力和应变的情况,研究试样材料的超塑性性能.研究表明:经过多道次搅拌摩擦加工后,材料晶粒细化均匀;通过高温拉伸试验,其延伸率是未进行加工的2.6倍.多道次搅拌摩擦加工成本较低,具备加工大面积铝合金材料的能力,这种加工方式在铝合金晶粒细化的加工中有着广阔的应用前景.%5083 Aluminum Alloy was processed by multi-pass friction stir technology to refine grain.The crystal structure and micromorphology of sample materials were researched by inverted metallurgical microscope, and then the specimens were experimented with the high temperature tensile.We researched the superplastic properties of specimens by the analysis of elongation rate, stress and strain.The results show that grain refinement is uniform by use of the multi-pass friction stir processing;after the experiment of high temperature tensile, the elongation rate is 2.6 times as much as while it is not processed.Meanwhile the low cost of multi-pass friction stir processing has the condition of processing Aluminum Alloy material in a large area, and makes this processing method have a good application prospect in the processing of grain refinement of Aluminum Alloy.【期刊名称】《浙江理工大学学报》【年(卷),期】2017(037)004【总页数】4页(P502-505)【关键词】5083铝合金;搅拌摩擦加工;细化晶粒;超塑性【作者】叶奔;丁强;秦未;周健;李红军【作者单位】浙江理工大学机械与自动控制学院,杭州 310018;浙江理工大学机械与自动控制学院,杭州 310018;浙江理工大学机械与自动控制学院,杭州 310018;浙江理工大学机械与自动控制学院,杭州 310018;浙江理工大学机械与自动控制学院,杭州 310018【正文语种】中文【中图分类】TG456.95083铝合金材料展现超塑性的一个条件是细小的晶粒尺寸，如何高效、快速地制备超细晶材料是目前研究的一个重点。

5083铝合金的搅拌摩擦焊研究邱宇;郭晓娟;李光;王怡嵩【摘要】采用搅拌摩擦焊焊接了5083-H111合金,并优化了焊接工艺,对优化工艺条件下的焊接接头进行组织观察和性能测试,结果表明:当采用主轴倾角2.5°、旋转速度600 r/min、焊接速度300 mm/min(ω/v=2)的工艺参数进行焊接时,焊接接头的拉伸性能较好,抗拉强度为310.71 MPa、屈服强度为211.09 MPa、延伸率5.96％,抗拉强度达到母材的84.54％,断裂发生在前进侧的热机影响区;焊核区组织为细小的等轴晶,晶粒度约为10级;焊接热输入导致焊接接头中存在一段软化区,距焊缝上表面1.5 mm、下表面1.5 mm处的软化区宽度分别为11mm和7 mm,且后退侧的硬度低于前进侧.【期刊名称】《电焊机》【年(卷),期】2014(044)004【总页数】4页(P58-61)【关键词】5083铝合金;搅拌摩擦焊;拉伸;硬度;微观组织【作者】邱宇;郭晓娟;李光;王怡嵩【作者单位】中航工业北京航空制造工程研究所北京赛福斯特技术有限公司,北京100024;中航工业北京航空制造工程研究所北京赛福斯特技术有限公司,北京100024;中航工业北京航空制造工程研究所北京赛福斯特技术有限公司,北京100024;中航工业北京航空制造工程研究所北京赛福斯特技术有限公司,北京100024【正文语种】中文【中图分类】TG457.10 前言5083铝合金是一种Al-Mg系合金，具有较高的耐蚀性、强度，焊接性能优良，被广泛用于船舶、汽车、轨道交通等领域[1-2]。

作为一种固相连接技术，搅拌摩擦焊（Friction Stirring Welding，FSW）特别适用于铝合金等有色金属的焊接，它可以克服熔焊接头中的气孔、裂纹等缺陷，提高连接区的质量，且效率较高[3-6]。

此外，与熔焊相比，搅拌摩擦焊（FSW）具有基本无合金元素烧损[7]、焊接变形小、接头强度高等优点。

铝合金5083-O 在低温B型罐生产过程中的焊接控制摘要：随着低温储存技术的不断发展，铝合金5083-O因其优良的抗腐蚀性、可焊性和低温韧性，在低温B型罐的生产过程中得到了广泛应用。

本文旨在探讨铝合金5083-O在低温B型罐生产过程中的焊接控制方法，分析其焊接性能，并提出相应的优化措施，以确保低温B型罐的质量和安全性。

关键词：铝合金；低温罐；生产；焊接引言：铝合金5083-O具有良好的抗脆性、抗蚀性和可焊性。

在低温B型罐的生产过程中，焊接是关键的工艺步骤之一。

焊接质量的好坏直接影响到低温B型罐的密封性、强度和使用寿命。

因此，对铝合金5083-O在低温B型罐生产过程中的焊接控制进行研究，具有重要的现实意义[1]。

一、铝合金5083-O的焊接性能分析（一）化学成分与力学性能铝合金5083-O的主要化学成分包括Al、Mg、Mn等元素，其中Mg元素的含量对合金的焊接性能具有重要影响。

在力学性能方面，铝合金5083-O具有较高的抗拉强度、条件屈服强度和良好的伸长率，这些性能为其在低温B型罐生产过程中的应用提供了保障[2]。

（二）焊接性分析铝合金5083-O属于可焊性较好的合金，但其焊接过程中也需要注意一些问题。

首先，焊接前应对坡口两侧进行仔细打磨和清理，以减少杂质元素对焊接质量的影响。

其次，应选用合适的焊接方法和焊接材料，如TIG焊、MIG焊等，并控制好焊接电流、电压、焊接速度等参数。

最后，在焊接过程中应注意保护气体的选择和使用，以防止焊接区域受到污染和氧化[3]。

二、低温B型罐生产过程中的焊接控制（一）焊接前准备在铝合金5083-O板材的焊接过程中，焊接前的准备工作是至关重要的，直接影响到焊接接头的质量和整个低温B型罐的性能。

以下是详细的焊接前准备步骤：焊接前的第一步是对铝合金5083-O板材进行仔细的表面检查，这一步骤的主要目的是确保板材表面无油污、锈迹等杂质，这些杂质不仅会影响焊接接头的质量，还可能导致焊接缺陷的产生。