台中鋁擠型-最新形式冶鑄鋁材構體接口燒焊工效

　　接頭低倍金相5@其中焊核區呈鋁條橢圓狀，並且在焊核區觀察到類似于洋蔥環圖案。這是由于攪拌頭的旋轉與向前平移，不斷向攪拌頭的後退側擠壓塑性金屬流而形成的[4]。焊接飛邊僅産生于焊縫的後退側，該側攪拌頭的旋轉方向與焊接方向相反。

　　由可見，母材是成分、性能和ZL101A優質合金相近似的鋁-矽-鎂三元合金。由于雜質含量少，含鎂量較ZL101A高，且加入了用于細化組織的钛，以及少量铍以消除雜質Fe的有害作用，故在保持了ZL101A優良的鑄造性和耐腐蝕性的同時，顯著地提高了合金的強度。

　　母材區是由粗大的白色樹枝狀A相(白色部分)以及鋁-矽共晶體(黑色部分)組成。母材中白色樹枝狀A相(Al)占有的體積比要遠高于樹枝間隙中的(A Si)鋁-矽共晶體及少量Mg2Si、Al3Ti相[5]。

　　母材(中d)區組織80@焊核區金屬在摩擦熱以及攪拌頭的攪拌作用下發生動態再結晶，形成無方向性的細小等軸晶粒。此時，枝狀晶消失了，片狀矽粒子受攪拌而粉碎細化且均勻布滿整個焊核區。此區的微觀組織較母材細小、致密、均勻而單一，沒有觀察到氣孔等缺陷。

　　熱-

　　熱影響區鋁材批發處于母材與熱-機鋁材械影響區之間。熱影響區與熱-機械影響區的邊界，可根據晶粒的形態識別。不同焊速下焊核區的微觀組織如所示。由圖可知，無論焊速如何變化，焊核區內矽粒子都是均勻分布的，但平均尺寸有差異。隨著焊速增加，矽粒子所占體積比逐漸下降[6]。

　　接頭硬度分布在其它工藝條件不變的情況下，通過改變焊接速度來研究焊接接頭硬度分布與鋁擠型焊接速度之鋁棒間的關系。從可知，無論焊速如何變化，焊核區的硬度值大體恒定，變化範鋁合金材料圍在6075HV之間，比母材硬度變化範圍6392HV小得多。這是由于母材組織晶粒比焊核粗大、強化質點分布不均勻所致。母材中較軟的鋁固溶體A相比鋁-矽共晶體具有更大的體積比。當測量硬度的壓頭靠近A相而遠離鋁-矽共晶體時，硬度值大約60HV。相反，當壓頭靠近鋁-矽共晶體而遠離A相時，硬度值就會升高到80HV以上。可見，母材的硬度值取決于測量壓頭的位置，而焊核區因共晶矽粒子較細小且比母材分布均勻，其硬度分布相對于母材更均勻穩定，變化範圍也更小[7]。

鋁管　　焊接工藝參數優化鋁擠型工廠在攪拌摩擦焊過程中，焊接能量的大小取決于攪拌頭的形狀、尺寸(軸肩和攪拌針直徑)及主軸傾角、焊接壓入量、工藝參數(主要包括攪拌頭旋轉速度、焊接速度)等。對焊後接頭進行拉伸試驗，結果表明，接頭抗拉強度最高達226。2MPa，是同狀態母材(237。2MPa)的95，三個試樣平均值爲216。6MPa，是母材的91。對焊後的焊接接頭進行T6熱處理，可以進一步提高接頭強度(275。8MPa)達22左右，可與同爐熱處理的母材(278。6MPa)等強度。

　　在以上焊接條件相同的情況下，焊接參數n和v是最重要的工藝參數，n與v的最佳匹配可獲得抗拉台中鋁擠型強度高的優質接頭。接頭抗拉強度最高可達226。2MPa，是同狀態母材(237。2MPa)的95。對于ZL114A鑄鋁合金，接頭拉伸強度與n/v的關系0。n/v可定義爲在其它焊接條件相同的情況下，獲得1mm長的焊縫，攪拌頭需要旋轉的次數。當n/v比值在3左右時，尤其是在采用相對較高的焊速和高轉速的情況下(包括圖中黑三角所示參數)均能獲得優質接頭性能。