[发明专利]一种6系铝合金搅拌摩擦焊接构件制备工艺

说明书

本发明公开了一种6系铝合金搅拌摩擦焊接构件制备工艺主要包括在线或离线固溶淬火、预时效、搅拌摩擦焊和峰值人工时效等步骤。本发明提出一种6系铝合金搅拌摩擦焊接构件制备工艺，6系铝合金材料通过固溶淬火后，进行一个低温预时效处理，让铝合金强度在一定的时间内保持较低，然后再进行搅拌摩擦焊接，焊接的同时在已焊接温度较高区域进行强冷以达到固溶淬火效果，焊接完后将整体构件进行峰值人工时效，以保证焊接处强度损失较小，焊缝的抗拉强度与母材抗拉强度比值≥0.85。

技术领域

本发明涉及铝合金构件技术领域，尤其涉及一种6系铝合金搅拌摩擦焊接构件制备工艺。

背景技术

6系铝合金与其它铝合金相比，强度适中、焊接性能优良，已被广泛应用于交通运输等领域。目前工业化生产的6系铝合金焊接构件生产步骤为：下料6xxx-T5/T6型材或板材，搅拌摩擦焊(FSW)等焊接方式连接。

现有工艺的技术缺点：在工业生产中，通过FSW焊接后，可热处理强化铝合金由于重新受到高温热处理而过时效，致使铝合金材料强度损失较大，焊接后焊缝的抗拉强度与母材抗拉强度比值≤0.75，因此需要增加基材厚度来提高整个构件受力能力。

发明内容

针对以上不足，本发明提供一种6系铝合金搅拌摩擦焊接构件制备工艺，能够提高焊接后铝合金焊接构件焊缝的抗拉强度。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种6系铝合金搅拌摩擦焊接构件制备工艺，包括以下步骤：

1)在线或离线固溶淬火：将待处理的6系铝合金型材或板材进行在线或离线固溶淬火；

2)预时效：对在线或离线固溶淬火后的6系铝合金型材或板材进行预时效；

3)搅拌摩擦焊：对铝合金型材或板材进行搅拌摩擦焊，在搅拌摩擦焊接的同时对已焊接高温区域进行水冷或者风冷或者氮气冷却，搅拌摩擦焊后获得铝合金构件；

4)峰值人工时效：对铝合金构件进行人工时效。

进一步地，步骤1)中，6系铝合金的组分及质量百分比为：Mg：0.2～1.5％，Si：0.2～1.5％，Mn：≤1.2％，Fe：≤1.0％，Cu：≤1.2％，Cr：≤0.5％，以及含有下述一种或一种以上的元素：Zn≤0.30％、Ti≤0.25％、V≤0.25％、Hf≤0.25％、Sc≤0.25％、Zr≤0.25％，其余为Al和不可避免的杂质。

进一步地，步骤1)中，6系铝合金的组分及质量百分比为：Mg：0.6～1.2％，Si：0.4～1.2％，Mn：≤1％，Fe：≤0.8％，Cu：≤0.8％，Cr：≤0.4％，以及含有下述一种或一种以上的元素：Zn≤0.30％、Ti≤0.25％、V≤0.25％、Hf≤0.25％、Sc≤0.25％、Zr≤0.25％，其余为Al和不可避免的杂质。

进一步地，步骤1)中，在线或离线固溶淬火工艺参数为：热处理温度为480～540℃，冷却方式为风冷或者水冷，冷却速率≤150℃/s。

进一步地，步骤2)中，预时效的时效温度为70～130℃，保温时间为1～5h。

进一步地，步骤2)中，预时效的时效温度为90～110℃，保温时间为2～4h。

进一步地，步骤3)中，摩擦搅拌焊工艺参数为：搅拌头转速≤2500r/min，焊接进给速度≤1000mm/min，压入深度≤4mm；水冷或者风冷或者氮气冷却的冷却速率≤150℃/s。

进一步地，步骤3)中，摩擦搅拌焊工艺参数为：搅拌头转速2000r/min，焊接进给速度800mm/min，压入深度4mm；水冷或者风冷或者氮气冷却的冷却速率为120℃/s。

进一步地，步骤4)中，时效温度为150～190℃，保温时间为5～20h。