1 實驗
焊接試驗使用的材料為厚的7 0 7 5 鋁合金軋制板材，焊件尺寸為160mm×20mm×5mm 。試驗用攪拌頭軸肩直徑為20mm，攪拌針直徑為5mm，長度為4.8mm 。試驗采用平板對接方式進行攪拌摩擦焊接。焊接工藝參數為：攪拌頭旋轉速度600r/min ，攪拌頭沿焊縫方向的焊接速度60mm/min 。焊接后在電子萬能拉伸機上進行拉伸試驗，對成形良好的焊接接頭進行硬度試驗并制作金相試樣觀察組織形貌， 用顯微硬度計進行顯微硬度試驗，在金相光學顯微鏡上觀察微觀組織。腐蝕劑成分為： 2mLHF、3mLHCl、5mLHN03、190mLH，腐蝕時問為10S 。熱處理工藝為：固溶溫度466℃,2h室溫水淬120℃，24h人工時效。
2 結果與分析
2.1 工藝參數對焊件抗拉強度的影響接頭力學性能在攪拌頭旋轉速度為600r/min 、焊接速度為60mm/min 時，焊件的抗拉強度最好，為381.07MPa ，達到母材強度的84.6％ 。在熱處理后試樣的強度明顯提高，為母材強度的89.50％ ，這證明在該參數下7075 鋁合金板經攪拌摩擦焊后其接頭力學性能良好，在經過熱處理后可獲得更高強度的接頭。
2.2 接頭的宏觀形貌
圖1 所示為鋁合金接頭的宏觀橫斷面，其中a區為焊核區，材料在該區發生了劇烈的變形，在焊核區可以觀察到洋蔥環形貌，它的形成是由于當攪拌頭旋轉沿焊縫走過時，不斷向攪拌頭的返回邊擠壓塑性金屬流的結果，b區為熱機影響區，材料在該區有變形跡象，但由于攪拌頭的旋轉作用，左右兩邊的流線方向有所不同；C區為熱影響，b區和C區有較明顯的分界。
2.3 接頭的微觀組織
熱處理前接頭的微觀組織，母材和焊縫區的分界線在前進面和后退面不同，前進面分界線比較明顯，后退面的分界線比較模糊，母材為典型的軋制狀態，微觀形貌為沿軋制方向的板條組織焊核區為細小的等軸晶，出現在前進面和后退面的分界線可能是在攪拌摩擦焊過程中，攪拌頭經過區域的金屬處于完全塑性狀態，兩側的金屬根據離攪拌頭的距離遠近不同而處于不同的塑性狀態，并且都會隨著攪拌頭的旋轉而塑性流動， 其流動方向不一致。在前進面，母材塑性變形方向朝前，與焊接方向一致；在后退面母材塑性變形方向朝后，與焊接方向相反；在焊縫內，由于攪拌頭旋轉過程中的空腔作用，使攪拌區內前進面的金屬沿攪拌頭的外表面逆時針地被擠壓至攪拌頭的后方。因此，在前進面，焊縫金屬塑性流動方向與母材金屬塑性流動方向相反， 使母材金屬與焊縫金屬之間存在很大的相對變形差；在后退面金屬塑性流動方向與母材金屬塑性流動方向相同，因而造成前進面焊縫與焊縫區有明顯的分界線。焊核區晶粒細小均勻，呈等軸晶，這是由于此處的金屬在攪拌頭的作用下，溫度較高且應變速率較大，使之不斷地形成再結晶晶核，并發生有限的長大所致，攪拌頭對晶粒的破碎作用也使該區晶粒細小。而熱機影響區晶粒被拉長，晶粒變形沒有焊核區劇烈，但由于該處晶粒受到攪拌頭肩軸的擠壓作用，使晶粒變長，母材板條組織逐漸消失，軋制組織由再結晶組織與變形的板條狀組織組成，化合物被破碎并沿軋制方向排列，但不是十分明顯。析出相數量較熱處理前多，彌散分布均勻且彌散度大。
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