Abnormaler Bruch der Reibrührschweißnaht: Nordwestlichen Polytechnischen Universität entdeckt abnormalen Bruchform vom Grobblech der Reibrührschweißnaht

Im Vergleich mit den üblichen fehlerfreien Reibrührschweißen (FSW) von Aluminiumlegierungen  besteht die Bruchform der hochfesten Reibrührschweißnaht aus Aluminiumlegierung der Serie 7 darin, dass der Riss in der Mitte der Oberflächenschicht des Schweißnuggets beginnt und sich bis zum Bruch ausbreitet als in der Wärmeeinflusszone, in der die Verbindung am schwächsten ist.

Vor kurzem hat Professor Weifeng Xu (Korrespondenzautor) der Nordwestlichen Polytechnischen Universität eine 12 mm dicke 7085-T7452-Aluminiumlegierungsplatte durch Reibrührschweißen geschweißt. Durch das Experiment wird gefunden, dass die hochfeste Reibrührschweißnaht aus Aluminiumlegierung abnormal gebrochen war. Die relevanten Ergebnisse wurden veröffentlicht in  Journal of Materials Research and Technology unter der Titel "Abnormal fracture of 7085 high strength aluminum alloy thick plate joint via friction stir welding". Webseite der These: https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2019.09.077

Der autor untersucht die änderung von der riss ausbreitung pfad der insgesamt defekt-freies joint und die delaminated (top, mitte, und unten) gelenke verschweißt sind durch FSW bei raum temperatur zugversuch. Und die test zeigt, dass die festigkeit und dehnung bei brechen von die ganze und scheibe gelenke sind reduziert im vergleich zu die basis material (BM). Insbesondere, die ganze joint und die top scheibe riss nach die ausbeute punkt oder auch ohne ausbeute. Die ganze joint und top scheibe frakturen in eine zickzack weise zu WNZ, und die mittleren und unteren gelenke bruch bei 45 ° an der schwächsten bereich (HAZ).

Abb. 1-makroskopische bruch der ganze (a) und scheiben (b) von 7085 aluminium legierung FSW gelenke.

Abb. 2 - EBSD misorientation farbe karten von die BM (a), top (b), mitte (c) und boden (d) von WNZ, HAZ (e) von joint.

Abb. 3-experimentelle DIC kontur karten von principal belastung in verschiedenen stadien (a) ganze joint, (b) top scheibe,

(C) nahen scheibe und (d) untere scheibe.

In allgemeinen, die microhardness verteilung und mikrostruktur eigenschaften sind nicht die wichtigsten ursachen der abnorme bruch in WNZ für die ganze joint und die top scheibe. Die wichtigsten grund ist, dass die belastung ist konzentriert in die WNZ von top scheibe. Während es ist keine belastung konzentration kann gefunden werden in WNZs von sowohl mittleren und unteren, und als die stress erhöht, die belastung in HAZ erhöht gleichmäßig. Während die stretching prozess, die ganze joint und die top scheibe joint geknackt in WNZ, die mittleren und unteren scheiben gelenke rissig in die HAZ, die schließlich führte zu der bruch der entsprechenden bereich.