2219-T6静轴肩辅助搅拌摩擦焊组织与性能分析贺地求刘朋王海军王东曜赖瑞林摘要：為探究安装外部静止轴肩对搅拌摩擦焊接头成形和力学性能的影响，采用自主研制的外部静止轴肩辅助搅拌摩擦焊（Non-RotationalShoulderAssistedFrictionStirWelding，NRSA-FSW）焊具对2219-T6铝合金4mm厚板材进行对接焊试验，观察焊后接头表面成形情况.采用拉伸和显微硬度试验对焊缝的力学性能进行测试，并与相同焊接参数下的搅拌摩擦焊（FrictionStirWelding，FSW）进行对比分析.使用金相显微镜和场发射扫描电镜对接头焊缝组织进行分析.结果表明，由于静止轴肩的平动刮擦作用，NRSA-FSW相比FSW，接头表面更加光滑，无鱼鳞纹、飞边以及接头减薄现象.NRSA-FSW接头相比于FSW接头软化区有所增加，接头显微硬度分布更加均匀.NRSA-FSW接头平均抗拉强度323MPa，达到母材的72%，抗拉强度同FSW相近.NRSA-FSW焊核呈“U”状，焊缝组织无缺陷.接头拉伸试验在焊核区（Nuggest-Zone，NZ）处断裂，为韧性断裂.关键词：搅拌摩擦焊;2219-T6铝合金;微观组织;力学性能：TG453.9文献标志码：AAnalysisofMicrostructureandMechanicalPropertiesof2219-T6Non-rotationalShoulderAssistedFrictionStirWeldingHEDiqiu1，2，LIUPeng1，WANGHaijun2，WANGDongyao2，LAIRuilin3（1.LightAlloyResearchInstitute，CentralSouthUniversity，Changsha410083，China;2.StateKeyLaboratoryofHighPerformanceComplexManufacturing，CentralSouthUniversity，Changsha410083，China;3.StateKeyLaboratoryofPowderMetallurgy，CentralSouthUniversity，Changsha410083，China）Abstract：Toinvestigatetheeffectoftheexternalstationaryshoulderontheformabilityandmechanicalpropertiesoffrictionstirweldingjoint，theself-developedNRSA-FSW（non-rotationalshoulderassistedfrictionstirwelding）wasusedtoweld2219-T6aluminumalloywiththethicknessof4mmplate.Mechanicalpropertiesofthejointwereanalyzedbytensiletestandmicrohardnesstest.Opticalmicroscopyandfieldemissionscanningelectronmicroscopewereusedtoanalyzethemicrostructureofthejointcrosssection.TheresultsshowedthatthesurfaceofthejointprocessedbyNRSA-FSWformedwithoutfishscales，flash，andthinning，andrepresentedsmoothappearanceduetothescrappingeffectofthestaticshoulderparedwiththejointprocessedbyFSW（frictionstirwelding）underthesamecondition，thesofteningzoneofthejointprocessedbyNRAS-FSWincreased，andthemicrohardnessdistributionofthejointwasmoreuniform.TheaverageultimatetensilestrengthofjointsprocessedbyNRAS-FSWwas323MPa，approaching72%ofthebasematerial，whichwassimilartothejointprocessedbyFSDefectswerenotobservedinthejointprocessedbyNRSA-FSNZ（nuggest-zone）appearedasa"U"shapeandthejointfracturedintheN政法uringtensiletests，whichwasductilefracture.Keywords：frictionstirwelding;2219-T6aluminumalloy;microstructure;mechanicalpropertiesFSW（FrictionStirWelding）作为新式固相连接技术，适用于传统熔焊不易焊接的金属材料.在焊接过程中，FSW能够使连接材料进行塑性流动，而不是融化状态，故不存在熔焊缺陷，为镁、铝、铜以及合金材料提供了一种新型的焊接方法[1].虽然FSW焊接方式已被各工业领域广泛接受，但随着其在航空航天工业中的不断应用，发现传统的FSW技术在焊接合金化程度高的2系与7系高强铝合金时，出现焊接质量明显下降，焊接过程不稳定等突出问题[2-3].由于传统FSW特殊的焊缝成形机制，导致焊接工程中对工装夹具的要求较高，焊接后会在接头处留下鱼鳞纹、飞边、匙孔以及焊缝减薄等特征.Widener等[4]最先将静止轴肩应用到FSW当中，增加了焊缝表面的光洁度并对焊缝质量有所改善.Li等[5]研究了不同转速下NRSA-FSW接头的显微组织，认为NRSA-FSW有助于增加接头微观组织均匀性.刘景麟等[6]就NRSA-FSW的溫度与应力进行数值模拟分析，认为静止轴肩辅助工艺具有降低焊缝区域的温度峰值以及残...