题目：搅拌摩擦点焊接头性能测试及缺陷检测技术研究

采用搅拌摩擦点焊对上板厚度1.5mm，下板厚度2mm的LY12铝合金进行搭接点焊。因搅拌摩擦点焊为一种固相连接技术，特别适用于焊接轻质铝合金等航空航天常用材料，避免了铝合金熔化焊和铆接的诸多缺陷。通过分析接头表面成型、金相组织、剪切力学性能、十字拉伸力学性能、显微硬度和断裂方式等，分析不同影响因素对接头性能的影响。通过无损探伤研究缺陷表征及界面连接质量。

回填式搅拌摩擦点焊接头常见表面缺陷有表面粘料、表面带状摩擦、外围连接缺陷、中心缺料、飞边、夹杂。表面粘料缺陷随着下扎深度的增加而改善，下扎深度大于2.2mm时，表面粘料缺陷消失，焊点表面成型质量较好。

回填式搅拌摩擦点焊微观内部缺陷主要有孔洞、界面畸变及弱连接缺陷。孔洞在轴肩扎入式为散状分布的微观小孔，主要集中于焊核边缘轴肩搅拌区，焊接裂纹在特殊条件下才出现。

对回填式搅拌摩擦点焊接头采用三种无损检测技术检测。X射线检测不易区分表面粘料和中心孔洞缺陷，超声相控阵检测可通过缺陷位置分辨缺陷形式。激光超声对焊点搭接界面连接质量检测结果显示断裂方式为焊核剥离的焊接件接头搭接界面连接质量较差，表面粘料缺陷的焊接件接头搭接界面有效连接区明显变形。

研究回填时间，焊接转速和下扎深度对接头性能的影响。随着回填时间增加，接头剪切性能先升高后降低，焊点断裂方式由焊核剥离向上板塞型滑移断裂过度，当回填时间为3.1s时，接头剪切性能最高；随着焊接转速增加接头抗剪切力先升高后降低，在2300rpm达到最大抗剪力，十字拉伸抗力与焊接转速呈正比，最大十字拉伸抗力950N；随着焊接深度增加，接头抗剪力呈“V”形，下扎深度为2mm时，接头抗剪力最小3.95kN。

回填式搅拌摩擦点焊接头微观硬度分布为 “W”形，硬度最低点出现在热影响区，整个焊核硬度高于母材硬度，退出线附近硬度变化剧烈。

试验中出现的接头断裂形式有焊核剥离、上板塞型断裂和上板塞型滑移断裂，主要断裂方式为上板塞型滑移断裂，在回填时间较短焊接条件下容易出现焊核剥离断裂形式。