揭示界面形态对不同铝合金摩擦搅拌搭接焊的应变局部化及失效过程的影响

《Welding in the World》：Unraveling the role of interfacial morphology on strain localization and failure of dissimilar friction stir lap welds of aluminum alloys

　　

摘要

摩擦搅拌搭接焊（FSLW）的界面形态受到材料流动的影响，而材料流动又受针具几何形状和接头配置（即材料位于顶部还是底部）的影响，从而导致变形、热量和材料流动的不均匀性，其中搭接区域主要影响上板。由于所涉及材料的机械和热性能差异，不同材料的FSLW复杂性会增加。本研究旨在探讨界面形态对采用锥形螺纹（CT）工具在不同搭接配置下制造的AA7075-T6、AA6061-T6和AA5083-H111合金异种FSLW机械性能的影响。对于每种异种接头，通过改变上下板的位置生成两种配置，分别标记为T5-B6（上板为AA5083-H111，下板为AA6061-T6）、T6-B5、T6-B7、T7-B6和T7-B5，遵循统一的命名规则。在相同的焊接条件下，使用具有三段式平直面（TIF）针具的接头配置进行重复实验以便进行代表性比较。通过拉伸剪切测试和全场应变测量（结合数字图像相关性技术）来评估所有接头的机械性能，以表征界面应变局部化、失效过程及其与接头承载能力的相关性。界面特征（如钩状结构及冷搭接区域）的存在和大小是应变局部化和裂纹萌生的主要位置。使用CT工具时，观察到更有效的搅拌效果和更好的材料混合，而使用TIF工具则可实现较低的钩状结构高度。

图形摘要