Microstructure and Properties of Friction Stir Welded Joints for 5083/6005A Dissimilar Aluminum Alloy

JIA Zhifang; TIAN Dongkuo; BAI Yunlong

doi:10.7512/j.issn.1001-2303.2023.11.13

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Microstructure and Properties of Friction Stir Welded Joints for 5083/6005A Dissimilar Aluminum Alloy
Vol. 53, Issue 11, Pages: 84-89(2023)
Received：17 December 2022，

Revised：2023-02-01，

Published：25 November 2023
DOI： 10.7512/j.issn.1001-2303.2023.11.13
稿件说明：

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贾志芳，田董扩，白云龙.5083/6005A异种铝合金搅拌摩擦焊接头组织与性能［J］.电焊机，2023，53（11）：84-89. DOI： 10.7512/j.issn.1001-2303.2023.11.13.

JIA Zhifang, TIAN Dongkuo, BAI Yunlong.Microstructure and Properties of Friction Stir Welded Joints for 5083/6005A Dissimilar Aluminum Alloy[J].Electric Welding Machine, 2023, 53(11): 84-89. DOI： 10.7512/j.issn.1001-2303.2023.11.13.

摘要

采用不同的工艺参数对5083-OT与6005A-T6铝合金进行搅拌摩擦焊焊接。通过金相分析、XRD分析、拉伸性能等方法，研究焊接速度、轴肩直径及搅拌头偏移量等参数对5083/6005A异种铝合金搅拌摩擦焊接头组织与性能的影响。结果表明：5083/6005A异种铝合金搅拌摩擦焊界面无明显脆性金属间化合物生成；焊核区组织发生动态再结晶，形成细小的等轴晶组织；前进侧热机影响区受到的机械搅拌作用力大于后退侧，晶粒变形大于后退侧热机影响区；热影响区组织仅受到热循环的作用，晶粒有粗化现象；随着偏移量的增加，使得焊核区和后退侧热机影响区硬度值降低，最低值出现在6005A侧热影响区，其抗拉强度、屈服强度、延伸率均逐渐减小，当焊接速度为600 mm/min、轴肩直径为12 mm、偏移量为0 mm时接头性能最好：抗拉强度为245 MPa，屈服强度为165 MPa，延伸率为5.67%。

Abstract

5083-OT and 6005A-T6 aluminum alloys was carried out with different welding process parameters by Friction stir welding. The effects of welding parameters such as welding speed

shoulder diameter and stir head offset on the microstructure and properties of 5083/6005A dissimilar aluminum alloy friction stir welded joints were studied by means of metallographic analysis

XRD analysis and tensile properties. The results show that there is no brittle intermetallic compound at the interface of friction stir welding of 5083/6005A dissimilar aluminum alloy; The microstructure of nugget zone undergoes dynamic recrystallization

forming fine equiaxed crystal structure; TMAZ influences of the heat engine on the forward side is greater than that on the backward side

and the grain deformation is greater than that in the zone of influence of the heat engine on the backward side; The microstructure of heat affected zone is only affected by thermal cycle

and the grains are coarsened; With the increase of the offset

it makes the hardness value of the weld core area and the heat machine affected area on the backward side decrease

and the lowest value appears in the heat affected area on the 6005A side

and its tensile strength

yield strength and elongation gradually decrease

and the joint performance is the best when the weld speed is 600 mm/min

the diameter of the shaft shoulder is 12 mm

and the offset is 0mm The tensile strength is 245 MPa

yield strength is 165 MPa

and elongation is 5.67%.

关键词

Keywords

references

吴庆祝，许鸿吉，邱劲松，等 . 6005A-T6厚板铝合金FSW焊接接头力学性能与疲劳性能研究［J］. 电焊机， 2022 ， 52 （ 04 ）： 100 - 106 .

WU Q Z ， XU H J ， QIU J S ， et al . Microstructure and Mechanical Properties of 6005A-T6 Thick Aluminum Alloy Welded by FSW ［J］. Electric Welding Machine ， 2022 ， 52 （ 04 ）： 100 - 106 .

董吉义，汤化伟，尹玉环，等 . 搅拌摩擦焊接过程闭环控制方法研究［J］. 电焊机， 2019 ， 49 （ 9 ）： 99 - 102 .

DONG J Y ， TANG H W ， YIN Y H ， et al . Study on closed-loop control method in friction stir welding process ［J］. Electric Welding Machine ， 2019 ， 49 （ 9 ） 99 - 102 .

侯建英，杜建强，王海生，等 . 搅拌摩擦焊在高速动车组车辆上的应用［J］. 电焊机， 2018 ， 48 （ 3 ）： 337 - 340 .

HOU J Y ， DU J Q ， WANG H S ， et al . Application of FSW technology in the manufacture of the high speed train ［J］. Electric Welding Machine ， 2018 ， 48 （ 3 ）： 337 - 340 .

姜艳，马国龙，马寅，等 . 高速列车铝合金车体典型接头激光-MIG复合焊接特性研究［J］. 电焊机， 2022 ， 52 （ 10 ）： 1 - 8 .

JIANG Y ， MA G L ， MA Y ， et al . Study on Laser-MIG Hybrid Welding Characteristics of Typical Joints of Aluminum Alloy Carbody for High Speed Train n ［J］. Electric Welding Machine ， 2022 ， 52 （ 10 ）： 1 - 8

陆雷俊，吉莉红，闵少松，等 . 国内铝合金焊缝PAUT技术应用现状［J］. 造船技术， 2023 ， 51 （ 05 ）： 88 - 92 .

LU L J ， JI L H ， MIN S S ， et al . Application Status of Domestic PAUT Technology in Aluminum Alloy Welds ［J］. Marine Technology ， 2023 ， 51 （ 05 ）： 88 - 92 .

周春东，周琦，孙宏宇 . 铝-镁异种金属对接搅拌摩擦焊断裂行为分析［J］. 机械制造与自动化， 2018 ， 47 （ 06 ）： 55 - 58 .

ZHOU C D ， ZHOU Q ， SUN H Y . Fracture Behavior Analysis of Friction Stir Welding of Dissimilar Metals Between Aluminum and Magnesium ［J］. Machine Building & Automation ， 2018 ， 47 （ 06 ）： 55 - 58 .

潘文驰 . 异种铝合金激光-MIG复合焊接接头微弧氧化膜层的制备与耐蚀性研究［D］. 吉林：吉林大学， 2019 .

PAN W C . Preparation and Corrosion Resistance of Micro Arc Oxidation Coating on Laser MIG Composite Welding Joint of Different Aluminum Alloys ［D］. Jilin ： Jilin University ， 2019 .

YAN Shaohua ， XING Bobin ， ZHOU Haiyang ， et al . Effect of filling materials on the microstructure and properties of hybrid laser welded Al-Mg-Si alloys joints ［J］. Materials Characterization ， 2018 ， 144 ： 205 - 218 .

Niu P L ， Li W Y ， Chen D L . Strain hardening behavior and mechanisms of friction stir welded dissimilar joints of aluminum alloys ［J］. Materials Letters ， 2018 ， 231 ： 68 - 71 .

高士康，周利，张欣盟，等 . 6061-T6/7075-T6异种铝合金搅拌摩擦焊接头组织与性能［J］. 焊接学报， 2022 ， 43 （ 06 ）： 35 - 42 .

GAN S K ， ZHOU L ， ZHANG X M ， et al . Microstructure and properties of friction stir welded joints for 6061-T6/7075-T6 dissimilar aluminum alloy ［J］. Transactions of The China Welding Institution ， 2022 ， 43 （ 06 ）： 35 - 42 .

Hirsch J . Aluminium in Innovative Light-Weight Car Design ［J］. Materials Transactions ， 2011 ， 52 （ 5 ）： 818 - 824 .

汤化伟，张聃，封小松，等 . 7055铝合金搅拌摩擦焊工艺［J］. 电焊机， 2017 ， 47 （ 09 ）： 46 - 49 .

TANG H W ， ZHANG D ， FENG X S ， et al . Friction stir welding process parameters of 7055 aluminum alloy ［J］. Electric Welding Machine ， 2017 ， 47 （ 09 ）： 46 - 49 .

仇一卿，范祝男，黄春平，等 . 厚板Cu-Cr-Zr合金搅拌摩擦焊接接头沿厚度方向组织和力学性能的变化［J］. 材料导报， 2020 ， 34 （ 10 ）： 10162 - 10165 .

CHOU Y Q ， FAN Z N ， HUANG C P ， et al . Variations of the Microstructure and Mechanical Properties for the Thick Plate Cu-Cr-Zr Alloy Friction Stir Welding Joint Along the Thickness Direction ［J］. Materials Reports ， 2020 ， 34 （ 10 ）： 10162 - 10165 .

Liu J X ， Shen J . Li X W. Effect of Welding Speed on Microstructure Evolution and Mechanical Properties of 6005A-T5 Aluminum Alloy FSW Joints ［J］. Rare Metal Materials and Engineering ， 2019 ， 48 （ 12 ）： 3797 - 3805 .

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