论文摘要
目前,随着高速动车、城市轻轨、地铁交通的快速发展,列车运行速度的不断提高,对列车减轻自重、提高接头强度及结构安全性要求越来越高。目前我国的铝合金车体焊接均采用MIG焊或TIG焊,由于影响焊接质量的因素较多,铝合金车体整体焊接质量难以保证,焊接效率和生产成本较高。另外,熔化焊时变形、裂纹和气孔等焊接缺陷也难以避免。因此,采用搅拌摩擦焊（Friction Stir Welding,简称FSW）解决铝合金等焊接性较差的轻金属焊接性问题成为国内外研究的热点。目前关于铝合金FSW焊接的研究大都集中在薄板,对厚板的研究还较少报道。本文采用搅拌摩擦焊方法焊接了30mm厚度的6082-T6铝合金,研究了单面焊和双面焊两种工艺焊接接头的组织和力学性能,对单面与双面FSW试件沿厚度方向上分层（每层4mm共7层）切取试样,分析和测试了不同厚度层面上焊缝的组织与力学性能。研究结果表明,两种工艺焊接的焊缝前进侧热影响区与母材有明显的界面,而后退侧和母材界面模糊,前进侧界面附近可见多条洋葱环形貌。单面焊接接头的抗拉强度平均值为193.8MPa,为母材的60%左右；双面焊接接头的抗拉强度为199.3 MPa,为母材的62.3%左右。单面焊与双面焊试样从表面至焊缝底部抗拉强度均逐渐降低,断裂部位为沿HAZ至底部的焊核区；焊缝上部和中部的硬度分布近似于W形,前进侧和后退侧硬度较低；焊缝中部硬度分布近似于V形,硬度最低点在焊核中心,沿焊核区硬度从焊缝的表面至底部逐渐降低,焊核区的硬度为65HV-70HV；热影响区的硬度相对较低,为55HV-60HV。力学性能试验结果表明,单面与双面焊试样的中上部都受到焊肩产生的局部高温作用导致热影响区软化,拉伸时易在此区域产生裂纹,静载拉伸和疲劳断裂位置均在热影响区,从焊缝表面至焊缝底部静载强度和疲劳强度均呈下降趋势。厚板双面焊接头性能优于单面焊接头性能。