NAK80模具钢搅拌摩擦焊接微观组织与力学性能
搅拌摩擦焊(FSW)是一种、节能、环保的新型连接技术。它的出现为飞机整体构件的设计与制造提供了新的途径。各国的航空航天工业正在探索FSW技术在飞机和空间飞行器上的应用。2524-T3铝合金是目前综合性能较好的飞机蒙皮用铝合金，已广泛应用于B777和A380等新一代民航飞机。FSW在飞机制造领域的诸多基础与应用研究，预示着此技术在飞机制造领域将会有更广泛的应用。目前关于2524合金成分、组织、性能的基础研究已有诸多报道，但关于这种合金的FSW技术在航空航天领域应用的报道较少。本文从焊接工艺、微观组织与性能、断口形貌分析、显微硬度等方面进行了多角度的研究。其结果对促进2524-T3合金蒙皮连接技术的发展具有重要意义。
实验用2524-T3合金薄板的尺寸为400mm×120mm×1.8mm,其σb=440MPa，σ0.2=354MPa。焊接实验在自主研制的FSW焊机上进行。焊接前对工件进行去污处理，使工件接合面紧密接触。同时通过用夹具将工件固定在工作台上，确保在焊接过程中不会因受搅拌针挤压而分开。焊接时，搅拌头先高速旋转缓慢垂直钻入待焊薄板的接缝处，直到搅拌头轴肩紧压铝板上表面并溢出些许金属时，停留预热2~4s，此时同步启动随动压紧和冷却系统。然后搅拌头沿焊缝前进完成焊接过程。
搅拌工具是有环形纹理表面的内凹式轴肩搅拌头。经过不断改进与优化试验得出，1.8mm厚2524-T3薄板单道对接焊搅拌工具参数为：轴肩直径6mm，内凹表面倾角为4°；搅拌针直径1.8mm，长1.6mm；佳焊接参数为：转速2400r/min，焊速150mm/min，水冷压力0.4MPa。所得焊件无变形无飞边、内部无缺陷，焊缝表面均匀细腻，焊底透焊充分。
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