【正文】 Shepherd G. The evaluation of friction stir welded joint on airbus aircraft wing structure[J]. 4th International Symposium on Friction Stir Welding, Part City, Utah, USA, 2021. [3] Bird control of friction stir welds by the application of nondestructive testing[J]. 4th International Symposium on Friction Stir Welding,Part City,Utah,USA,2021. [4] Posada M, Ddloach J, Reynolds A P, et al. Evaluation of friction stir weld HSLA65[J]. 4th International Symposium on Friction Stir Welding, Part City,Utah,USA,2021. [5] Ekman L, Norlin A, Backlund J. Evaluation of weld quality when using runon/runoff tabs in FSW[J].Gothenburg,Sweden,2021. [6] Andr233。受著不對稱的未焊透影響，不同方位未焊透焊縫的電導率分布就呈現(xiàn)出不對稱的分布，其低電導率區(qū)就會偏向受未焊透影響較大的區(qū)域。而在 CZ 一側焊縫呈現(xiàn)出與同種材料對接焊縫電導率分布有著相同的變化。 圖 33 及圖 34 分別是 CZ 態(tài) LY12 攪拌摩擦焊 未焊透和 未焊透焊縫試樣的焊縫橫截面方向電導率分布。由圖可看出，在焊縫中心附近存在一個較寬的、電導率相對較低的區(qū)域，距離焊縫兩邊延伸，低電壓區(qū)的兩端就會出現(xiàn)電導率的峰值，且相對與焊縫中心近似對稱分布，繼續(xù)遠離焊縫中心，兩側電導 率從峰值下降至母材電導率。此焊機的焊接速度可在 ～ 1180mm/min 范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，攪拌頭旋轉速度可在 ～ 1500r/min 范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，攪拌頭的傾斜角度可任意調(diào)節(jié)。 JENTEK Sensors公司 [26]的開發(fā)出了一種特殊形式的渦流陣列探頭 — MWM陣列探頭，利用該探頭可以對焊縫近表面各點電導率進行測量以形成焊縫表面電導率分布圖，并利用材料電導率與焊縫微觀組織的關系進行焊縫缺陷探測及質(zhì)量評估 。 電導率是材料的重要物理性能之一，在其生產(chǎn)和研究中，經(jīng)常需要測試電導率。前進邊 (advancing side 簡彌為 AS)為攪拌頭旋轉方向與攪拌頭前進方向一致的側面，回撤邊 (retreating side 簡稱為 RS)為攪拌頭旋轉方向與攪拌頭行進方向 相反的側面。 與常規(guī)熔焊相比，攪拌摩擦焊屬固相焊接，焊縫區(qū)具有與母材一致的冶金組織，焊接過程中焊縫區(qū)的晶粒會得到細化，在某種程度上 很好的解決了鋁合金的焊接問題。如果能夠從實驗和理論結合上去探討電導率對攪拌摩擦焊接頭性能的影響，從而揭示該影響在實際檢測中的應用，對電導率檢測法在攪拌摩擦焊近表面缺陷的檢測中的應用有著極其重要的作用。對接表面氧化膜在焊接過程中可能未被完全攪拌打碎，從而在焊縫中殘留并呈半連續(xù)狀分布，被稱為“ S 線”或 “ Z線”。 攪拌摩擦焊無損檢測的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 目前針對攪拌摩擦焊接頭中的缺陷具有緊貼微細的特點，通常采用 X射線、和超聲無損檢測以及金相觀察等方法進行檢測。由于電導在測量設備和操作上的極大便利，如果能夠探索出焊縫缺陷對焊縫近表面電導率分布的影響，對于使用電導率檢測在攪拌摩擦焊縫質(zhì)量的評估具有重要的意義。 選用同種狀態(tài) LY12 鋁合金板作為材料，將對接面銑成斜面，制備兩條條背面具有未焊透的斜焊縫試樣，斜面對接角度 a分別為： 30o,60o，如圖 22所示。局部區(qū)域的回復也降低了點缺陷濃度，也導致了電導率的上升。 表 31 LY12 鋁合金不同厚度板材電導率值 板材厚度（ mm） 電導率（ MS/m） ＊ 表中數(shù)據(jù)為對應厚度下電導率的平均值 未焊透深度對電導率的影響 圖 36和圖 37分別是 CZ 態(tài) LY12 鋁合金攪拌摩擦焊縫 未焊透和 未焊透的接頭宏觀形 貌。與直角對接未焊透焊縫電導率分布相比，不同對接角度的焊縫電導率在焊縫中心兩側的分布也呈現(xiàn)出不對稱分布。對于有未焊透缺陷的焊縫，焊縫中心附近的低電導區(qū)域的寬度會有著明顯的變小，從峰值到焊縫中心會出現(xiàn)電導率的陡降。 （ 2） CZ態(tài)與 M 態(tài) LY12 對接的未焊透焊縫的電導率分布并不像 CZ 態(tài)對接焊縫那樣焊縫兩側電導率呈對稱分布的特征，這 類焊縫位于焊縫中心兩側的母材和其它組織區(qū)域都存在電導率的高低差異。在焊縫的 另一側，電導率的分布與有未焊透的直角對接焊縫電導率分布相似。表 32 是不同深度未焊透接頭的焊縫中心的電導率對比，同樣可以看出，未焊透越深，焊縫中心電導率越南昌航空大學畢業(yè)設計（論文） 13 低。綜合上述因素，熱機影響區(qū)在整個焊縫接頭區(qū)表現(xiàn)出很高的電導率。 選用異種狀態(tài) LY12 鋁合金板作為材料，進行異種材料的攪拌摩擦焊對接，制備一條背面具有未焊透的檢測試樣。試驗使用用渦流電導儀測量攪拌摩擦焊焊接接頭的電導率，結合金相分析，找出焊縫組織與電導率的關 系，測量 FSW焊接缺陷的形貌特征對渦流法檢測電導率的影響，并得出攪拌摩擦焊近表面未焊透特征與渦流電導率分布的規(guī)律。結果表明，高分辨率超聲發(fā)射法對攪拌摩擦焊接頭微細缺陷有較好的檢測能力，并研究了采用變?nèi)肷浣浅暦瓷浞ń鉀Q攪拌摩擦焊焊縫區(qū)不同取向缺陷的無損檢測。因此，測定線圈阻抗和電流的變化，就可得出構件缺陷的存在情況。它采用特型攪拌頭在待焊南昌航空大學畢業(yè)設計（論文） 2 工件中旋轉 、摩擦產(chǎn)生熱，并擠壓以形成焊縫，屬于一種新的固態(tài)連接方法，如圖11。 南昌航空大學畢業(yè)設計（論文） 1 1 前言 選題的依據(jù)和意義 鋁及鋁合金具有比重小、導電性好、耐蝕性強、散熱性能好、比強度高和易于進行多種加工等特點，使其在各行業(yè)得到廣泛應用。焊接后接頭形成 4 種不同的區(qū)域 [16]：焊核區(qū) (weld nugget)，熱機影響區(qū) (thermomechanically affected zone 簡 稱 TMAZ)，熱影響區(qū) (heataffected zone簡稱 HAZ)和軸肩影響區(qū) (shou1deraffected zone 簡稱 SAZ)，如圖 12 所示。不同組織狀態(tài)對電子散射作用不同，特別是組織中的固溶體有序化后，晶體中的離子勢場呈對稱分布，電子散射率會大為降低，電導率明顯上升 [7]。王訓宏等人 [25]采用超聲 C 掃描成像方法得到了 1060 鋁合金的攪拌摩擦焊接頭界面掃描圖像，在焊接參數(shù)不合適時，發(fā)現(xiàn)在厚度方向越攪拌針底部區(qū)域，接頭的焊合率越低。不同熱處理狀態(tài) LY12 鋁合金的電導率如表 32 所示。 圖 23 標記測量焊縫電導率示意圖 焊縫金相制備與顯微觀察 在試驗所用焊縫區(qū)取樣，對所取試樣進行鑲嵌、拋光處理，用 Keller試劑（化學成分見表 23）腐蝕約 60S，在光學顯微鏡下觀察 組織，并拍攝宏觀以及微觀組織圖，南昌航空大學畢業(yè)設計（論文） 9 用以分析組織不同對電導率的影響。沿著遠離焊縫中心區(qū)，熱影響也越來越弱，電導率也會逐漸降低。這種異種狀態(tài) LY12 焊縫的電導率分布并不像同種狀態(tài)材料焊縫那樣呈對稱分布的特征，兩邊的母材及其它組織區(qū)域都存在電導率的高低差異。由于在未焊透一側，材料南昌航空大學畢業(yè)設計（論文） 16 連接不連續(xù)，對自由電子的運動產(chǎn)生了嚴重阻礙作用，導致了電導率的降低。焊縫的低電導率區(qū)在具有未焊透的一側分布寬度較大，焊縫另一側的電導率與一般直角對接未焊透焊縫有著相似的分布。 圖 314 對接角度α =30o未焊透焊縫的未焊透區(qū)域組織微觀形貌 圖 315 對接角度α =60o未焊透焊縫的未焊透區(qū)域組織微觀形貌 南昌航空大學畢業(yè)設計（論文） 17 4 結論 通過測量 LY12 鋁合金不同試樣的焊縫電導率值，繪制焊縫電導率分布圖，結合金相觀察和組織分析，得到以下幾個結論：