厚板高强铝合金搅拌摩擦焊缝沿板厚方向性能和腐蚀电化学行为均匀性研究

项目主要研究厚板高强铝合金搅拌摩擦焊接温度场、应力应变场、焊缝金属塑性流动场，焊缝微观组织、晶体微区结构和取向、整体和分层切片力学性能及其在腐蚀介质中的电化学腐蚀行为。拟通过实验研究与数值模拟相结合的方法，建立厚板高强铝合金搅拌摩擦焊接的本构关系和数学模型，揭示焊接过程中沿板厚方向温度的分布和焊缝金属塑性流动的规律；揭示沿板厚方向不同温度和环境中焊缝组织结构的变化规律、力学性能差异的形成机理以及接头的断裂机理；利用电化学测试方法，研究焊缝不同区域金属在不同的介质和温度条件下焊缝材料与腐蚀介质之间的作用机理；提出搅拌针表面变摩擦系数新概念和通过垫板添加辅助热源等方法，最大程度的提高厚板高强铝合金搅拌摩擦焊缝沿板厚方向组织结构、性能和腐蚀电化学行为的均匀性。该研究成果将进一步丰富厚板高强铝合金搅拌摩擦焊接理论，对促进厚板高强铝合金搅拌摩焊技术的发展和应用具有重要的理论意义和实用价值。

项目针对厚板高强铝合金搅拌摩擦焊接温度场、应力应变场、焊缝金属塑性流动场，焊缝微观组织、晶体微区结构和取向、整体和分层切片力学性能及其在腐蚀介质中的电化学腐蚀行为开展研究。揭示了焊接过程中沿板厚方向温度的分布和焊缝金属塑性流动的规律；揭示了沿板厚方向不同温度和环境中焊缝组织结构的变化规律、力学性能差异的形成机理以及接头的断裂机理；利用电化学测试方法，研究了焊缝不同区域金属在不同的介质和温度条件下焊缝材料与腐蚀介质之间的作用机理；指出在中性3.5%NaNl溶液中搅拌摩擦焊接头的耐腐蚀行为是：上部>中部>底部> 母材；提出搅拌针表面变摩擦系数新概念和通过水冷搅拌头和接头等方法，改善了厚板高强铝合金搅拌摩擦焊缝沿板厚方向组织结构、性能和腐蚀电化学行为以及疲劳性能的均匀性。该研究成果丰富了厚板高强铝合金搅拌摩擦焊接理论，对促进厚板高强铝合金搅拌摩焊技术的发展和应用具有重要的理论意义和实用价值。