Researched on the Process of Stationary Shoulder Friction Stir Welding of 6005-T6 Aluminum Alloy

DENG Qinghong; LIU Xiaodong; YANG Shengping

doi:10.7512/j.issn.1001-2303.2025.08.04

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Researched on the Process of Stationary Shoulder Friction Stir Welding of 6005-T6 Aluminum Alloy
Vol. 55, Issue 8, Pages: 47-52(2025)
Received：19 December 2024，

Revised：18 February 2025，

Published：20 August 2025
DOI： 10.7512/j.issn.1001-2303.2025.08.04
稿件说明：

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邓清洪，刘晓东，杨升平.6005-T6铝合金静止轴肩搅拌摩擦焊工艺研究［J］.电焊机，2025，55（8）：47-52. DOI： 10.7512/j.issn.1001-2303.2025.08.04.

DENG Qinghong, LIU Xiaodong, YANG Shengping.Researched on the Process of Stationary Shoulder Friction Stir Welding of 6005-T6 Aluminum Alloy[J].Electric Welding Machine, 2025, 55(8): 47-52. DOI： 10.7512/j.issn.1001-2303.2025.08.04.

摘要

针对板厚为4 mm的6005-T6铝合金进行了静止轴肩搅拌摩擦焊，并研究了焊接速度对接头组织及力学性能的影响。通过光学显微镜、扫描电子显微镜、显微硬度仪及拉伸试验仪分别对接头进行了组织分析和力学性能测试。结果表明：相比传统搅拌摩擦焊，静止轴肩搅拌摩擦焊降低了接头沿板厚方向的性能梯度；沿焊缝横截面方向硬度分布存在两个硬度软化区，分别是位于后退侧和前进侧的热影响区，是整个接头力学性能最薄弱的区域。在搅拌头转速为2 600 r/min，焊接速度为300 mm/min，500 mm/min、800 mm/min的焊接工艺参数，接头的抗拉强度为218 MPa、227 MPa、237 MPa，拉伸断裂位置均发生于后退侧热影响区，拉伸断裂均为韧性断裂。

Abstract

Stationary shoulder stir friction welding was performed on 6005-T6 aluminum alloy with a plate thickness of 4 mm

and the influence of welding speed on the joint microstructure and mechanical properties was studied. And optical microscope

scanning electron microscope

microhardness tester

and tensile tester were used to analyze the microstructure and test the mechanical properties of the joint. The results indicate that compared to traditional friction stir welding

static shoulder friction stir welding reduces the performance gradient in the thickness direction of the plate; There are two hardness softening zones along the cross-sectional direction of the weld seam

namely the heat affected zone on the retreat side and the heat affected zone on the advance side

which are the areas with the weakest mechanical properties of the entire joint. Under the welding process parameters of a stirring head speed of 2600 r/min

welding speeds of 300 mm/min

500 mm/min

and 800 mm/min

the tensile strength of the joint was 218 MPa

227 MPa

and 237 MPa

respectively. The tensile fracture occurred in the heat affected zone on the retreat side

and the tensile fracture was ductile fracture.

关键词

Keywords

references

付文侦，贺地求，王海军，等 . 静止轴肩搅拌摩擦焊技术研究现状［J］. 热加工工艺， 2022 ， 51 （ 15 ）： 7 - 13 .

FU W Z ， HE D Q ， WANG H J ， et al . Research Status of Friction Stir Welding Technology for Static Shaft Shoulders ［J］. Hot Processing Technology ， 2022 ， 51 （ 15 ）： 7 - 13 .

贺巍亮，王伟，李华芳，等 . 旋转速度对静止轴肩搅拌摩擦焊温度场和应力场的影响［J］. 电焊机， 2024 ， 54 （ 01 ）： 86 - 94 .

HE W L ， WANG W ， LI H F ， et al . The influence of rotational speed on the temperature field and stress field of static shaft shoulder friction stir welding ［J］. Electric Welding Machine ， 2024 ， 54 （ 01 ）： 86 - 94 .

秦丰，张春波，周军，等 . 5A06铝合金静止轴肩搅拌摩擦焊T形接头组织与性能［J］. 焊接学报， 2022 ， 43 （ 06 ）： 56-60+95 + 116 .

QIN F ， ZHANG C B ， ZHOU J ， et al . Microstructure and Properties of Friction Stir Welding T-joint of 5A06 Aluminum Alloy Static Shoulder ［J］. Transactions of the China Welding Institution ， 2022 ， 43 （ 06 ）： 56-60+95 + 116 .

王大伟，杨新岐，唐文珅，等 . 搅拌针转速对厚板镁合金SSFSW焊缝组织及性能的影响［J］. 焊接学报， 2023 ， 44 （ 01 ）： 8 - 19+129 .

WANG D W ， YANG X Q ， TANG W J ， et al . The effect of stirring needle speed on the microstructure and properties of thick plate magnesium alloy SSFSW welds ［J］. Transactions of the China Welding Institution ， 2023 ， 44 （ 01 ）： 8 - 19+129

杨新岐，元惠新，孙转平，等 . 铝合金厚板静止轴肩搅拌摩擦焊接头组织及性能［J］. 材料工程， 2022 ， 50 （ 07 ）： 128 - 138 .

YANG X Q ， YUAN H X ， SUN Z P ， et al . Microstructure and Properties of Static Shaft Shoulder Friction Stir Welded Joint of Aluminum Alloy Thick Plate ［J］. Materials Engineering ， 2022 ， 50 （ 07 ）： 128 - 138 .

张坤，方远方，栾国红，等 . 静止轴肩搅拌摩擦焊接6005铝合金的力学和疲劳性能［J］. 焊接学报， 2017 ， 38 （ 10 ）： 25 - 28+130 .

ZHANG K ， FANG Y F ， LUAN G H ， et al . Mechanical and fatigue properties of 6005 aluminum alloy welded by static shaft shoulder friction stir welding ［J］. Transactions of the China Welding Institution ， 2017 ， 38 （ 10 ）： 25 - 28+130 .

李冬晓，杨纯，黄鑫，等 . 静轴肩FSW铝合金6061-T4板的T形接头组织特征及动静载特性研究［J］. 机械工程学报， 2021 ， 57 （ 20 ）： 108 - 116 .

LI D X ， YANG C ， HUANG X ， et al . Research on the microstructure characteristics and dynamic and static load characteristics of T-joint of FSW aluminum alloy 6061-T4 plate with static shaft shoulder ［J］. Journal of Mechanical Engineering ， 2021 ， 57 （ 20 ）： 108 - 116

廖文洁，张璟瑜，赖鸥，等 . 静轴肩搅拌摩擦焊在轨道车辆车体上的工程应用研究［J］. 金属加工（热加工）， 2021 （ 05 ）： 72 - 77 .

LIAO W J ， ZHANG J Y ， LAI O ， et al . Research on the Engineering Application of Static Shoulder Friction Stir Welding on Railway Vehicle Bodies ［J］. Metal Processing （Hot Processing）， 2021 （ 05 ）： 72 - 77 .

Ji S D ， Meng X C ， Liu J G ， et al . Formation and mechanical properties of stationary shoulder friction stir welded 6005A-T6 aluminum alloy ［J］. Materials & Design ， 2014 （ 62 ）： 113 - 117 .

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Research on the Welding Process of Corner Joint of 6061-T6 Aluminum Alloy with Stationary Shoulder Friction Stir Welding

Effect of Rotational Velocity on Temperature and Residual Stress Field by Stationary Shoulder Friction Stir Welding