第32卷第11期 2011年11月
焊接学报
TRANSACTIONS OF THE CHINA WELDING INSTITUTION
Vol.32
No.11
November2011
喷射成形7475铝合金FSW工艺与性能
严铿，史超
（江苏科技大学先进焊接技术省级重点实验室，镇江212003）
摘要：采用搅择摩擦焊(FSW)方法对厚度为4mm的喷射成形7475铝合金进行了焊接工艺及性能研究，通过优化规拌头的形状和尺寸，调整焊接工艺参数得到了表面成形良好的焊接接头，经过力学性能测试和微观分析，结果表明，当焊接工艺参数选择合适时，可得到外形美观、无缺陷的焊缝；如果工艺参数选择不当，则会出现沟槽、飞边和能道形缺陷：还发现焊接接头力学性能与焊接工艺参数存在一定的关系，在旋转频率为 1200t/min，且焊接速度为80mm/min时，可以获得较好的焊接性能，抗拉强度可以达到442MPa.
关键调：喷射成型铝合金7475；搅拌摩擦焊；工艺；力学性能
中图分类号：TC456.9 言
0序
文献标识码：A
文章编号：0253360X(2011)11006104
严
铿
接是英国焊接研究所于1991年发明并获世界范围内专利保护的新型固相焊接技术[2]，具有连接温度
喷射成形技术实现了金属凝固过程的快速凝
固、原位凝固和高致密度多重技术指标，既突破了铸造工艺缓慢凝固、宏观偏析和疏松的技术瓶颈，又突破了粉末冶金工艺的难以致密化、构件规格小的技术瓶颈，使金属材料实现高性能和大规格的双重提高，性价比优越.7475合金是美国Alcoa公司于 1969年在7075合金的基础上研制开发的高纯度超高强铝合金，主要是减少了铁、硅杂质的含量，使该合金的强度保持在7075合金的基础上提高了抗应力腐蚀性能和断裂韧性，同时合金的塑性也有一定程度的提高，目前7475合金以其优异综合性能在航空领域得到了广泛应用(1)
由于喷射成形铝合金的强化机理和熔焊截然不同，采用普通的熔焊工艺方法焊接存在明显的接头软化问题，很难达到喷射成形的强度，搅拌摩擦焊
表1 Table1
Mg 0.06
Cu 1.2 ~1.9
收稿日期：20100930
Zn 5.26.2
最低．对母材性能影响最小的特点，已有资料表明，对于同一种铝合金用搅拌摩擦焊与传统的氩弧焊相比，其焊接接头的抗拉强度提高15%~20%，断后伸长率提高1倍，断裂韧度提高30%，接头区为细晶组织，焊缝中无气孔、裂纹等缺陷，焊后残余变形很小，焊缝中残余应力低．因此文中焊接方法选择不加填充材料的搅拌摩擦焊作为喷射成形铝合金的重点连接方法开展研究，基于搅拌摩擦焊焊接的特点，可以认为是喷射成形7475铝合金最有前途的焊接技术
试验方法
试验材料选择厚度为4mm的喷射成形7475 铝合金板材.其尺寸为250mm×100mm×4mm 表1为材料的化学成分。
喷射成形7475的化学成分（质量分数，%）
Chemical compositions of spray formed 7475
si 0.10
基金项目：江苏省自然科学基金资助项目（BK2010342）；江苏省科技
支撑计划资助项目（BE2009126）；江苏高校优势学科建设工程资助项目（PAPD）
万方数据
Fe 0.12
Mn 0.06
Cr
0.18 ~0.25
Ti 0.06
AI 余量
试验采用3种不同规格的搅拌头进行焊接，观
察其表面成形是否良好，在轴肩压人深度为0.1 mm，搅拌头倾角为2.5°，旋转频率为600~1800 r/min，焊接速度在40~200mm/min范围变化时，观