2  接头组织研究状况

高强铝合金FSW的焊接接头从组织来讲可以划分为4个区域：焊核区、热机影响区、热影响区和轴肩影响区[17]。组织当中晶粒的大小，分布，以及组织中各种缺陷、组成相、相界面的影响使得接头的性能有着明显的差异。因而对于接头组织的研究无论是在认知还是在应用方面都有着极大的意义。

对于铝合金FSW接头的宏观形貌，国内对于相关方面的研究是极其之多。陈东方[18]等研究的7N01铝合金FSW接头中可以清晰的发现洋葱环形貌在焊核当中，并且前进侧中的分界线更为显著。李剑[19]等在对7150 桁条和2524异种铝合金的叠焊研究当中，在前进侧也能看到比较清晰的洋葱环结构。

另外在铝合金FSW接头的显微组织相关方面的研究中，韩培培[20]等研究发现在7B04铝合金FSW中，热影响区的晶粒相对母材而言只是被拉长，但是形貌并没有太大变化，相比焊核区的等轴细小晶粒来讲，变形不是很大。林贤军[21]等对于42mm厚的7B05铝合金FSW接头进行了细微的组织观察，分析发现接头的不同区域由于搅拌头机械作用以及焊接热循环作用的不同而导致其组织呈现出不同的特性。另外郑小茂[14]等也类似研究了7A04铝合金FSW接头中焊核区、热影响区等区域的晶粒尺寸与搅拌头机械作用的关系。

铝合金搅拌摩擦焊接头中各个区域的组织形貌以及形成原因等研究内容国内在近几年已经研究得较为透彻，基本上覆盖了各种型号的铝合金。与次同时工艺参数与组织之间的关系也随之进入研究范围之内，李泰岩[22]等研究了焊接速度与7A52 铝合金FSW接头组织之间的联系，发现焊核区面积在焊接速度为150mm/min时达到最大，并且对该参数改变使得位错密度对组织产生不同的影响进行了解释。

3  铝合金搅拌摩擦焊国外研究状况

在力学性能方面，国外主要着重于在循环应力、疲劳性能方面的研究。Caiyan Deng[23]等研究了7050-T7451铝合金FSW对接接头的超高周疲劳性能，试验发现焊接接头的失效出现在第7×108周期内，尤其是在超长的寿命使用条件下，接头的疲劳性能相比母材更好。

J。 Q。 Li [24]研究了焊接速度对aa2219-t6反向双旋转FSW接头显微组织和力学性能的影响，随着焊接速度的增大，显微硬度值逐渐增大。另外在焊接速度为150mm/min时达到最大抗拉强度328兆帕（母材的73。7%），焊接速度为100mm/min 时达到最大延伸率7。0%（母材的60。9%）。

W。 F。 Xu [25]等测试了2219-T62铝合金搅拌摩擦焊在不同焊接参数和冷却条件下应变控制的低周疲劳性能。在焊接速度从60mm/min到200mm/min逐渐增加时，循环应力幅值增大，塑性应变振幅和疲劳寿命则略有下降，但是只有在旋转速度在300到1000r/min范围内并且处于空气冷却条件下。相比空气冷却来说，水冷下FSW焊接接头具有更高的应力幅值和疲劳寿命。

Moslem Paidar[26]等采用厚度为1。6 mm的2024-T3铝合金进行搅拌摩擦焊点焊，研究了旋转速度以及轴肩下压量对最大破坏荷载与破坏模式的影响。结果表明，旋转速度对最大拉伸剪切载荷的影响与轴肩下压量相似，拉伸剪切载荷随旋转速度和轴肩下压量增加而增加。另外当试验参数确定旋转速度为1000r/min得到最大剪切载荷8282N，通过观察两种在拉伸剪切载荷下失效的样本，发现剪切断裂发生在低轴肩下压量下，而拉伸剪切断裂则发生在高轴肩下压量下。

S。M。 Bayazid [27]等对7075铝合金FSW焊接后的接头进行时效硬化。试验结果表明，循环液处理提高了接头的抗拉强度和延伸率，并且使其接头的硬度分布均匀。

在接头组织研究方面，W。-Y。 Li[28]揭示了7075-T651铝合金FSW的焊接过程中焊缝金属的流动特点。研究表明金属流动行为沿厚度方向是不同，流动模式的变化是呈现周期性趋势的。并且焊核区的形状为“勺”形，处于勺柄和勺碗的细颗粒是来自于不同的区域。此外，通过对焊接过程中焊缝金属流动特性的研究，对缺陷的形成也给予了相应解释。Y。C。Chen[29]等对铝-硅合金和纯钛使用搅拌摩擦焊搭接焊接技术，X射线结果表明：TiAL3在新的阶段于界面上形成，并且其形成非常依赖于焊接速度。