1.2.4现存问题 5

1.3静止轴肩搅拌摩擦焊研究现状 5

1.3.1国内研究现状 5

1.3.2国外研究现状 6

1.4研究内容、方法及目的 8

1.4.1研究内容及方法 8

1.4.2研究目的 8

第2章 试验材料、设备及方法 9

2.1试验材料 9

2.2试验设备及工具 9

2.2.1静止轴肩搅拌摩擦焊机 9

2.2.2搅拌头 10

2.3试验过程 11

2.3.1焊前准备 12

2.3.2参数选择 12

2.3.3焊接接头组织分析实验 13

2.3.4焊接接头力学性能实验 15

第3章 6061-T6铝合金SSFSW的组织、形貌分析 18

3.1引言 18

3.26061-T6铝合金SSFSW焊接工艺参数研究 18

3.36061-T6铝合金SSFSW焊接宏观组织分析 20

3.46061-T6铝合金SSFSW焊接微观组织分析 22

3.5本章小结 27

第4章 6061-T6铝合金SSFSW力学性能分析 28

4.1引言 28

4.2工艺参数对拉伸性能的影响 28

4.3拉伸断口的形貌分析 31

4.3.1拉伸断口宏观形貌分析 31

4.3.2拉伸断口微观形貌分析 32

4.4工艺参数对显微硬度的影响 34

4.4.1SSFSW接头显微硬度的各层异性 34

4.4.2不同焊接工艺参数对SSFSW显微硬度的影响 35

4.5本章小结 37

结论 39

致谢 40

参考文献 41

第1章 绪论

1.1选题背景及意义

搅拌摩擦焊接技术（FSW）是由英国焊接研究所（TWI）于1991年提出的一种新型而具有发展潜力的固相连接技术[1-2]。这项技术得到的接头具有性能优越、焊接变形小及焊接过程中没有污染等优点，经常用于铝、镁等较软合金的焊接[3]，实现了低熔点金属材料的连接[4]，应用前景十分广泛。同时，在常规FSW过程中的热输入软化被焊金属材料而使其到达塑性状态，但没有超过材料的熔点，即被焊材料在焊接过程中不会出现熔化的现象，从根源上避免了熔化焊工艺容易出现的各类缺陷。因此，常规FSW能够显著提高焊接接头的拉伸性能、弯曲性能、疲劳性能等力学性能。然而，在常规的搅拌摩擦焊中也存在许多问题[5-6]，比如：

（1）在焊接表面产生飞边；

（2）焊缝厚度会小于母材厚度。

（3）在常规FSW过程中由于轴肩旋转而产生大量的无效热输入会恶化焊接接头的性能，且热输入对金属材料的作用不均匀，导致热影响区宽度过大。