（2）观察焊缝的宏观形貌特征，组织与性能测试进行金相试验，观察焊缝和热影响区的微观组织和晶粒，根据微观组织的不同分析焊接接头强度的差异，测试焊缝显微维氏硬度和拉伸强度，综合分析焊缝的力学性能；

（3）进行力学性能试验，探究不同焊接参数条件下获得的焊接接头疲劳性能、拉伸性能和弯曲性能等力学性能的变化，分析拉伸断口形貌特征。

1.4.2研究目的

静止轴肩搅拌摩擦焊是一种非常新颖的固相连接技术，由于在SSFSW过程中的热输入低、缺陷少、焊缝成形好、组织均匀、良好的焊接接头力学性能等诸多优势而具有广泛的应用前景。深入研究工艺参数的变化对静止轴肩搅拌摩擦焊焊接质量的影响规律，有利于优化静止轴肩搅拌摩擦焊工艺，对静止轴肩搅拌摩擦焊在实际工程中的应用具有深远的影响。

第2章 试验材料、设备及方法

2.1试验材料

本次试验选用的材料为轧制6061-T6铝合金板材，焊接试板尺寸为300mm×100mm×5mm，其化学成分见表2-1。6061-T6铝合金作为Al-Mg-Si系铝合金，强度中等，韧性良好，易于加工，焊接性良好，且具有良好的耐腐蚀性、上色膜容易等优点，在机车车辆、船舶、航空航天等领域的重要焊接结构件中得到广泛的应用。表2-2列出6061-T6铝合金的力学性能，可见其强度、硬度以及延伸率均较高。表2-3为6061-T6铝合金的物理性能。

表2-16061-T6铝合金的化学成分（wt.％）

元素成分 Cu Si Fe Mn Mg Zn Cr Ti Al

含量 0.15-0.4 0.4-0.8 0.7 0.15 0.8-1.2 0.25 0.04-0.35 0.15 余量

表2-26061-T6铝合金的力学性能

母材 屈服强度（MPa）抗拉强度（MPa） 延伸率（%） 维氏显微硬度（HV）

6061-T6 276 310 12 95

表2-36061-T6铝合金的物理性能

热导率（Wm-1K-1） 熔点(℃) 电阻率（cm2m-1） 密度（g·cm-3）

155 580-650 0.040 2.73

2.2试验设备及工具

2.2.1静止轴肩搅拌摩擦焊机

本次试验所选用的设备为北京赛福斯特技术有限公司研发设计的静止轴肩搅拌摩擦焊机，设备型号为FSW-TS-S08，如图2-1所示。该焊机主要组成部分为机械本体、电机驱动系统、控制系统、搅拌摩擦头及静止轴肩。机械本体主要由施焊工作台、工装夹具等部分组成；搅拌摩擦头以及静止轴肩则直接作用于被焊材料；电机驱动系

统和控制系统主要用于实现搅拌摩擦头旋转、移动等焊接动作。这台设备可以进行铝合金、铜合金以及镁合金等材料的对接、搭接、T型连接等多种方式的焊接。这台静止轴肩搅拌摩擦焊机的主要性能参数如下：