1 实验

焊接试验使用的材料为厚的7 0 7 5 铝合金轧制板材，焊件尺寸为160mm×20mm×5mm 。试验用搅拌头轴肩直径为20mm，搅拌针直径为5mm，长度为4.8mm 。试验采用平板对接方式进行搅拌摩擦焊接。焊接工艺参数为：搅拌头旋转速度600r/min ，搅拌头沿焊缝方向的焊接速度60mm/min 。焊接后在电子万能拉伸机上进行拉伸试验，对成形良好的焊接接头进行硬度试验并制作金相试样观察组织形貌， 用显微硬度计进行显微硬度试验，在金相光学显微镜上观察微观组织。腐蚀剂成分为： 2mLHF、3mLHCl、5mLHN03、190mLH，腐蚀时问为10S 。热处理工艺为：固溶温度466℃,2h室温水淬120℃，24h人工时效。

2 结果与分析

2.1 工艺参数对焊件抗拉强度的影响接头力学性能在搅拌头旋转速度为600r/min 、焊接速度为60mm/min 时，焊件的抗拉强度最好，为381.07MPa ，达到母材强度的84.6％ 。在热处理后试样的强度明显提高，为母材强度的89.50％ ，这证明在该参数下7075 铝合金板经搅拌摩擦焊后其接头力学性能良好，在经过热处理后可获得更高强度的接头。

2.2 接头的宏观形貌

图1 所示为铝合金接头的宏观横断面，其中a区为焊核区，材料在该区发生了剧烈的变形，在焊核区可以观察到洋葱环形貌，它的形成是由于当搅拌头旋转沿焊缝走过时，不断向搅拌头的返回边挤压塑性金属流的结果，b区为热机影响区，材料在该区有变形迹象，但由于搅拌头的旋转作用，左右两边的流线方向有所不同；C区为热影响，b区和C区有较明显的分界。

2.3 接头的微观组织

热处理前接头的微观组织，母材和焊缝区的分界线在前进面和后退面不同，前进面分界线比较明显，后退面的分界线比较模糊，母材为典型的轧制状态，微观形貌为沿轧制方向的板条组织焊核区为细小的等轴晶，出现在前进面和后退面的分界线可能是在搅拌摩擦焊过程中，搅拌头经过区域的金属处于完全塑性状态，两侧的金属根据离搅拌头的距离远近不同而处于不同的塑性状态，并且都会随着搅拌头的旋转而塑性流动， 其流动方向不一致。在前进面，母材塑性变形方向朝前，与焊接方向一致；在后退面母材塑性变形方向朝后，与焊接方向相反；在焊缝内，由于搅拌头旋转过程中的空腔作用，使搅拌区内前进面的金属沿搅拌头的外表面逆时针地被挤压至搅拌头的后方。因此，在前进面，焊缝金属塑性流动方向与母材金属塑性流动方向相反， 使母材金属与焊缝金属之间存在很大的相对变形差；在后退面金属塑性流动方向与母材金属塑性流动方向相同，因而造成前进面焊缝与焊缝区有明显的分界线。焊核区晶粒细小均匀，呈等轴晶，这是由于此处的金属在搅拌头的作用下，温度较高且应变速率较大，使之不断地形成再结晶晶核，并发生有限的长大所致，搅拌头对晶粒的破碎作用也使该区晶粒细小。而热机影响区晶粒被拉长，晶粒变形没有焊核区剧烈，但由于该处晶粒受到搅拌头肩轴的挤压作用，使晶粒变长，母材板条组织逐渐消失，轧制组织由再结晶组织与变形的板条状组织组成，化合物被破碎并沿轧制方向排列，但不是十分明显。析出相数量较热处理前多，弥散分布均匀且弥散度大。