汽车用2219铝合金搅拌摩擦焊组织性能研究及仿真分析.pdf

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1、HotWorkingTechnology2014，Vo1．43，No．3汽车用2219铝合金搅拌摩擦焊组织性能研究及仿真分析王金萍(淄博职业学院，山东淄博255314)摘要：采用搅拌摩擦焊对6lnin厚汽车用2219铝合金进行焊接，研究了其焊接接头的组织与性能，并对其焊接过程进行了数值模拟。结果表明，焊核区的晶粒形态为细密微小的等轴晶，热机影响区的晶粒发生了较大的弯曲和变形．热影响区的微观组织粗大：T1沉淀相在热机影响区和热影响区内发生溶解并粗化，热机影响区的位错结构比焊核区和热影响区较为密集；焊接接头的硬度呈”w”形分布，焊核区和热机影响区的整体硬度范围在51～66HV，热机影响区与热影响

2、区的过渡区域的硬度值最低，为51HV；纵向残余应力的分布是明显的双峰特征，在靠近焊缝中心线的附近主要表现为拉应力，最大值在热影响区的边缘，为147MPa。关键词：铝合金；搅拌摩擦焊；微观组织；硬度；数值模拟中图分类号：TG453+．9文献标识码：A文章编号：1001．3814(2014)03．0196—03NumericalSimulationandStudyonMicrostructureandPropertiesofFrictionStirWeldingforAluminumAlloyWANGJinpingfZiboVocationalInstitute，Zibo255314，China

3、)Abstract：2219aluminumalloywiththicknessof6mmwasweldedbyfrictionstirwelding．Themicrostructureandhardnesswerestudied．Theweldingprocesswassimulated．Theresultsshowthatthemicrostructureofnuggetzoneistinygrainoffineequiaxed，andthegrainsofthermo-mechanicallyafectedzonearegreatlybendinganddeformationwhile

4、thegrainsofheat-afectedzoneisthickandlarge．T1precipitatesintheheat—afectedzoneandthermo—mechanicallyaffectedzoneweredissolvedandcoarseningOccurs．Thedislocationstructureofthermo—mechanicallyafectedzoneiSmoreintensivethantheheat-afectedzone．Thedistributionoftheweldedjointshardnessis”W”一shaped．Thehard

5、nessofweldnuggetareaandthetherrno．mechanicallyaffectedzonerangesiS51．66HV．theminimumhardnessisinthetransitionregionofheat．affectedzoneandthermo—mechanicallyafectedzoneiS51HV．Thedistributionoflongitudinalresidualstressisbimodalcharacteristicsevidentwhileinthenearvicinityoftheweldcenterlineismainlyfo

6、rtensilestress．Themaximumvalueattheedgeoftheheat—afectedzoneiS147MPa．Keywords：aluminumalloy；frictionstirwelding；microstructure；hardness；numericalsimulation搅拌摩擦焊(Fsw1工艺是一种适合铝合金的连1试验材料与方法接方式，由于焊接温度低于材料的熔点，避免了采用试验用材为2219．T6铝合金【3_，其化学成分(质熔焊方式形成的焊接气孔、焊接热裂纹和接头弱化量分数，％)为：6．48Cu，0．32Mn，0．23Fe，0．06Ti，等问题Ⅲ，能较

7、好地保持微细晶粒合金的强度和塑0．08V，0．04Zn，0．49Si，0．2Zr，余量为Al。采用FSw性并能保证焊缝区的微细晶粒组织，可实现焊接自工艺对尺寸为200mmxl60minx6ram的试板进行动化及全位置焊接，是绿色、优质、高效的铝合金最焊接『41。焊接工艺参数为：转速为650r／min，焊接速佳焊接技术【2J度为60mm／min。搅拌针尺寸如表1所示。本文通采用FSW工艺对汽车用2219铝合金进