第9期 佟建华等：606一T6铝合金薄板的搅拌摩擦焊接 ,1015. (2)扫描电镜分析，在CAMBRIGE S360型扫 对于热处理强化型铝合金6061，材料的强度及 描电子显微镜下对焊接试样进行表面微观形貌观 硬度主要受强化相Mg2Si含量的影响，焊前6061一 察，加速电压为15kV,图9为各焊接参数下焊核区 T6铝合金经过固溶时效处理后强度达到最高值的 的扫描照片，对比图9(a)~(d)可以看出，经过 状态，而FSW过程中由于发生了部分的固溶现象， FSW处理之后，焊核区的第二相MgSi比母材变得 减少了MgSi的含量，从而降低了材料的强度，导致 更加细小弥散，而且含量有所减少；这是由于焊接过 了F$W接头的硬度、强度均低于母材，如图3~4所 程中温度比较高，第二相MgSi发生了部分固溶于 示，对FSW接头在170℃进行焊后热处理发现，接 基体的现象造成的.对比图9(b)与图9(c)还可以 头的硬度较热处理前都有所升高，如图10所示；这 看出，当提高了焊接速度之后（即降低了焊接温度）， 是由于在合适的热处理温度下(170℃左右)，接头 随着固溶度的减小，Mg2Si大小及含量有所增大， 时效析出更多的MgSi粒子，促进强化作用的原因. (a) 200μmt (b 200m 2()um 2(001m 图9焊核区及母材扫描照片.(a)500/100:(b)1800/100:(c)1800/1000:(d)母材 Fig.SEM images of 6061 weld nugget zone and parent material:(a)500/100;(b)1800/100:(c)1800/1000:(d)hase material 160 喷制样，在JEOL-JEM1O0CX透射电子显微镜下进 120 行微观组织的观察以及选区衍射(SAD),加速电压 为100kV. 80 ◆一热处理前 如图11为FSW接头及母材的透射电镜照片. 40 ·一170℃热处理后 对比图11(a)~(c)可以看出，经过FSW过程，焊核 2g6-30369 区晶粒变得非常细小，比母材的晶粒小得多.对比 离焊缝中心位置mm 图(a)与(b)可以看出，1500/1800试样晶粒比 图10焊态接头和170℃热处理后硬度值对比 1500/500试样的稍大一些，说明焊接过程中一定时 Fig.10 Contrast of hardness between the as welded joint and the 间内热输入的多少会影响焊核区晶粒的大小，从 joint after heat treatment at 170C 图(a)和(b)还可以看出，焊核区均存在亚结构，从 图(a)及(d)可以看出，焊核区还存在一定密度的位 (3)透射电镜分析，采用线切割方法截取母材 错，位错的塞积致使焊核区形成了非平衡的晶界，其 及焊缝组织，逐步磨薄至100m以下，然后进行冲 就是亚晶的晶界，如图11(e)所示.亚结构的存在可 样，采用HN03/甲醇=3/7（体积比）的溶液进行双 能是导致接头延伸率下降的原因，（2） 扫描电镜分析．在 CAMBRIGE－S360型扫 描电子显微镜下对焊接试样进行表面微观形貌观 察‚加速电压为15kV．图9为各焊接参数下焊核区 的扫描照片．对比图9（a）～（d）可以看出‚经过 FSW 处理之后‚焊核区的第二相 Mg2Si 比母材变得 更加细小弥散‚而且含量有所减少；这是由于焊接过 程中温度比较高‚第二相 Mg2Si 发生了部分固溶于 基体的现象造成的．对比图9（b）与图9（c）还可以 看出‚当提高了焊接速度之后（即降低了焊接温度）‚ 随着固溶度的减小‚Mg2Si 大小及含量有所增大． 对于热处理强化型铝合金6061‚材料的强度及 硬度主要受强化相 Mg2Si 含量的影响‚焊前6061－ T6铝合金经过固溶时效处理后强度达到最高值的 状态‚而 FSW 过程中由于发生了部分的固溶现象‚ 减少了 Mg2Si 的含量‚从而降低了材料的强度‚导致 了FSW 接头的硬度、强度均低于母材‚如图3～4所 示．对 FSW 接头在170℃进行焊后热处理发现‚接 头的硬度较热处理前都有所升高‚如图10所示；这 是由于在合适的热处理温度下（170℃左右）‚接头 时效析出更多的 Mg2Si 粒子‚促进强化作用的原因． 图9 焊核区及母材扫描照片．（a）500／100；（b）1800／100；（c）1800／1000；（d） 母材 Fig．9 SEM images of 6061weld nugget zone and parent material：（a）500／100；（b）1800／100；（c）1800／1000；（d） base material 图10 焊态接头和170℃热处理后硬度值对比 Fig．10 Contrast of hardness between the as-welded joint and the joint after heat treatment at 170℃ （3） 透射电镜分析．采用线切割方法截取母材 及焊缝组织‚逐步磨薄至100μm 以下‚然后进行冲 样‚采用 HNO3／甲醇＝3／7（体积比）的溶液进行双 喷制样‚在 JEOL－JEM100CX 透射电子显微镜下进 行微观组织的观察以及选区衍射（SAD）‚加速电压 为100kV． 如图11为 FSW 接头及母材的透射电镜照片． 对比图11（a）～（c）可以看出‚经过 FSW 过程‚焊核 区晶粒变得非常细小‚比母材的晶粒小得多．对比 图（a） 与（b） 可以看出‚1500／1800 试样晶粒比 1500／500试样的稍大一些‚说明焊接过程中一定时 间内热输入的多少会影响焊核区晶粒的大小．从 图（a）和（b）还可以看出‚焊核区均存在亚结构．从 图（a）及（d）可以看出‚焊核区还存在一定密度的位 错‚位错的塞积致使焊核区形成了非平衡的晶界‚其 就是亚晶的晶界‚如图11（e）所示．亚结构的存在可 能是导致接头延伸率下降的原因． 第9期 佟建华等：6061－T6铝合金薄板的搅拌摩擦焊接 ·1015·