【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(duì)稱的未焊透影響，不同方位未焊透焊縫的電導(dǎo)率分布就呈現(xiàn)出不對(duì)稱的分布，其低電導(dǎo)率區(qū)就會(huì)偏向受未焊透影響較大的區(qū)域。而在 CZ 一側(cè)焊縫呈現(xiàn)出與同種材料對(duì)接焊縫電導(dǎo)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(dǎo)率分布。由圖可看出，在焊縫中心附近存在一個(gè)較寬的、電導(dǎo)率相對(duì)較低的區(qū)域，距離焊縫兩邊延伸，低電壓區(qū)的兩端就會(huì)出現(xiàn)電導(dǎo)率的峰值，且相對(duì)與焊縫中心近似對(duì)稱分布，繼續(xù)遠(yuǎn)離焊縫中心，兩側(cè)電導(dǎo) 率從峰值下降至母材電導(dǎo)率。此焊機(jī)的焊接速度可在 ～ 1180mm/min 范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，攪拌頭旋轉(zhuǎn)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(duì)焊縫近表面各點(diǎn)電導(dǎo)率進(jìn)行測(cè)量以形成焊縫表面電導(dǎo)率分布圖，并利用材料電導(dǎo)率與焊縫微觀組織的關(guān)系進(jìn)行焊縫缺陷探測(cè)及質(zhì)量評(píng)估 。 電導(dǎo)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(cè)試電導(dǎo)率。前進(jìn)邊 (advancing side 簡(jiǎn)彌為 AS)為攪拌頭旋轉(zhuǎn)方向與攪拌頭前進(jìn)方向一致的側(cè)面，回撤邊 (retreating side 簡(jiǎn)稱為 RS)為攪拌頭旋轉(zhuǎn)方向與攪拌頭行進(jìn)方向 相反的側(cè)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(guò)程中焊縫區(qū)的晶粒會(huì)得到細(xì)化，在某種程度上 很好的解決了鋁合金的焊接問(wèn)題。如果能夠從實(shí)驗(yàn)和理論結(jié)合上去探討電導(dǎo)率對(duì)攪拌摩擦焊接頭性能的影響，從而揭示該影響在實(shí)際檢測(cè)中的應(yīng)用，對(duì)電導(dǎo)率檢測(cè)法在攪拌摩擦焊近表面缺陷的檢測(cè)中的應(yīng)用有著極其重要的作用。對(duì)接表面氧化膜在焊接過(guò)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(wú)損檢測(cè)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 目前針對(duì)攪拌摩擦焊接頭中的缺陷具有緊貼微細(xì)的特點(diǎn)，通常采用 X射線、和超聲無(wú)損檢測(cè)以及金相觀察等方法進(jìn)行檢測(cè)。由于電導(dǎo)在測(cè)量設(shè)備和操作上的極大便利，如果能夠探索出焊縫缺陷對(duì)焊縫近表面電導(dǎo)率分布的影響，對(duì)于使用電導(dǎo)率檢測(cè)在攪拌摩擦焊縫質(zhì)量的評(píng)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(duì)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(duì)接角度 a分別為： 30o,60o，如圖 22所示。局部區(qū)域的回復(fù)也降低了點(diǎn)缺陷濃度，也導(dǎo)致了電導(dǎo)率的上升。 表 31 LY12 鋁合金不同厚度板材電導(dǎo)率值 板材厚度（ mm） 電導(dǎo)率（ MS/m） ＊ 表中數(shù)據(jù)為對(duì)應(yīng)厚度下電導(dǎo)率的平均值 未焊透深度對(duì)電導(dǎo)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(duì)接未焊透焊縫電導(dǎo)率分布相比，不同對(duì)接角度的焊縫電導(dǎo)率在焊縫中心兩側(cè)的分布也呈現(xiàn)出不對(duì)稱分布。對(duì)于有未焊透缺陷的焊縫，焊縫中心附近的低電導(dǎo)區(qū)域的寬度會(huì)有著明顯的變小，從峰值到焊縫中心會(huì)出現(xiàn)電導(dǎo)率的陡降。 （ 2） CZ態(tài)與 M 態(tài) LY12 對(duì)接的未焊透焊縫的電導(dǎo)率分布并不像 CZ 態(tài)對(duì)接焊縫那樣焊縫兩側(cè)電導(dǎo)率呈對(duì)稱分布的特征，這 類焊縫位于焊縫中心兩側(cè)的母材和其它組織區(qū)域都存在電導(dǎo)率的高低差異。在焊縫的 另一側(cè)，電導(dǎo)率的分布與有未焊透的直角對(duì)接焊縫電導(dǎo)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(dǎo)率對(duì)比，同樣可以看出，未焊透越深，焊縫中心電導(dǎo)率越南昌航空大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 低。綜合上述因素，熱機(jī)影響區(qū)在整個(gè)焊縫接頭區(qū)表現(xiàn)出很高的電導(dǎo)率。 選用異種狀態(tài) LY12 鋁合金板作為材料，進(jìn)行異種材料的攪拌摩擦焊對(duì)接，制備一條背面具有未焊透的檢測(cè)試樣。試驗(yàn)使用用渦流電導(dǎo)儀測(cè)量攪拌摩擦焊焊接接頭的電導(dǎo)率，結(jié)合金相分析，找出焊縫組織與電導(dǎo)率的關(guān) 系，測(cè)量 FSW焊接缺陷的形貌特征對(duì)渦流法檢測(cè)電導(dǎo)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(dǎo)率分布的規(guī)律。結(jié)果表明，高分辨率超聲發(fā)射法對(duì)攪拌摩擦焊接頭微細(xì)缺陷有較好的檢測(cè)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(wú)損檢測(cè)。因此，測(cè)定線圈阻抗和電流的變化，就可得出構(gòu)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(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 工件中旋轉(zhuǎn) 、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(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(dǎo)電性好、耐蝕性強(qiáng)、散熱性能好、比強(qiáng)度高和易于進(jìn)行多種加工等特點(diǎn)，使其在各行業(yè)得到廣泛應(yīng)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(jī)影響區(qū) (thermomechanically affected zone 簡(jiǎn) 稱 TMAZ)，熱影響區(qū) (heataffected zone簡(jiǎn)稱 HAZ)和軸肩影響區(qū) (shou1deraffected zone 簡(jiǎn)稱 SAZ)，如圖 12 所示。不同組織狀態(tài)對(duì)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(shì)場(chǎng)呈對(duì)稱分布，電子散射率會(huì)大為降低，電導(dǎo)率明顯上升 [7]。王訓(xùn)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(shí)，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(dǎo)率如表 32 所示。 圖 23 標(biāo)記測(cè)量焊縫電導(dǎo)率示意圖 焊縫金相制備與顯微觀察 在試驗(yàn)所用焊縫區(qū)取樣，對(duì)所取試樣進(jìn)行鑲嵌、拋光處理，用 Keller試劑（化學(xué)成分見(jiàn)表 23）腐蝕約 60S，在光學(xué)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(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 用以分析組織不同對(duì)電導(dǎo)率的影響。沿著遠(yuǎn)離焊縫中心區(qū)，熱影響也越來(lái)越弱，電導(dǎo)率也會(huì)逐漸降低。這種異種狀態(tài) LY12 焊縫的電導(dǎo)率分布并不像同種狀態(tài)材料焊縫那樣呈對(duì)稱分布的特征，兩邊的母材及其它組織區(qū)域都存在電導(dǎo)率的高低差異。由于在未焊透一側(cè)，材料南昌航空大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 連接不連續(xù)，對(duì)自由電子的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生了嚴(yán)重阻礙作用，導(dǎo)致了電導(dǎo)率的降低。焊縫的低電導(dǎo)率區(qū)在具有未焊透的一側(cè)分布寬度較大，焊縫另一側(cè)的電導(dǎo)率與一般直角對(duì)接未焊透焊縫有著相似的分布。 圖 314 對(duì)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(duì)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(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 4 結(jié)論 通過(guò)測(cè)量 LY12 鋁合金不同試樣的焊縫電導(dǎo)率值，繪制焊縫電導(dǎo)率分布圖，結(jié)合金相觀察和組織分析，得到以下幾個(gè)結(jié)論：