6061Al搅拌摩擦焊焊缝腐蚀研究
Study on the Corrosion Behavior of Friction Stir Welded 6061Al Alloy
搅拌摩擦焊是一项新型固态连接技术,近年来在航空航天、汽车工业等领域得到了广泛应用.其工艺特性导致各焊缝微区组织和应力状况不同,从而展现出不同的腐蚀行为.文章首先综述了近年来国内外搅拌摩擦焊焊缝腐蚀行为的研究进展,分析了影响焊缝腐蚀的因素,展望了发展趋势.本文旨在研究6061Al搅拌摩擦焊整体焊缝和母材在3.5wt%NaCl溶液中的腐蚀行为,为高强铝合金在海洋环境中的应用提供评估参考,同时为优化铝合金搅拌摩擦焊工艺提供有益的建议.本文着重做了以下研究:(1)分析了6061Al搅拌摩擦焊(FSW)整体焊缝和母材在3.5wt%NaCl充气溶液中的开路电位变化,结合浸泡形貌观察,确立微观组织状态与腐蚀行为的对应关系;(2)通过极化曲线测试和腐蚀形貌的扫描电镜观察,分析了加速腐蚀环境下,母材、焊缝各表面及各焊缝微区的不同腐蚀行为,与力学行为相对应,对各工作表面在工作状态下的腐蚀危险性进行评估;(3)通过电化学阻抗谱研究,特别是各焊缝微区的连续电化学阻抗谱研究和等效电路的模拟,对母材、焊缝各表面及各焊缝微区的的腐蚀机理进行研究.我们最终得到以下结论:(1)整体焊缝横截面各微区的稳定电位基本相同,整体焊缝各表面的稳定电位也大体相同.但母材横截面的开路稳定电位比母材沿轧制方向表面高.(2)浸泡实验结果表明:①母材各表面腐蚀形貌为点蚀,母材横截面腐蚀形貌还伴随剥落腐蚀.在3.5wt%NaCl溶液中浸泡时间足够长时,母材横截面耐蚀性稍低于沿轧制方向表面.②整体焊缝的各微区腐蚀程度稍有不同,在相同时间内焊核的腐蚀程度最低.③母材的存在加速整体焊缝的腐蚀.(3)FSW焊缝的极化行为研究表明:①6061Al在3.5wt%NaCl水溶液中的腐蚀主要是以阳极溶解为主,母材各表面的腐蚀形貌受各自的微观组织形态的影响不大.②整体焊缝横截面上各微区点蚀电位、腐蚀电位及腐蚀电流密度相差不大.③整体焊缝的腐蚀为阴极过程控制,同一焊缝不同表面的极化行为比较接近.(4)电化学阻抗谱研究表明:①在3.5wt%NaCl溶液中短时间浸泡时,随时间的延长,母材各表面及整体焊缝横截面上各微区阻抗模值均逐渐降低.当浸泡时间足够长时,阻抗模值又持续升高.②短时间浸泡时母材对整体焊缝各表面阻抗模值的变化影响不明显.总而言之,6061Al是一种耐蚀性极好的铝合金,经搅拌摩擦焊后,焊缝的耐蚀性较好,稍低于母材,因此搅拌摩擦焊是一种安全、合理、有效的6061Al连接工艺.
- 作者：
- 耿学文
- 学位授予单位：
- 沈阳大学
- 专业名称：
- 材料加工工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2008年
- 导师姓名：
- 朱丽娟；贺春林
- 中图分类号：
- TG441.7
- 关键词：
- 6061Al；搅拌摩擦焊；腐蚀
- 6061 aluminum；friction stir welding；corrosion behavior