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轻量化是全球汽车产业发展的重要研究课题,其关键技术之一就是减轻轮毂的重量。作为一种新型的固相焊接技术,搅拌摩擦焊技术生产铝复合轮毂可使汽车达到明显的轻量化效果。这种铝复合轮毂焊接接头性能优异,残余应力和变形小。因而,国外已将搅拌摩擦焊技术用于汽车铝轮毂的制造,国内对于这种轮毂的应用研究则刚刚起步。本文以汽车铝合金轮毂为研究对象,对不同制备工艺参数和不同热处理状态的6061铝合金搅拌摩擦焊对接接头的组织、硬度、室温拉伸性能等方面进行了研究,讨论了FSW接头组织的形成机理,对其拉伸断口形貌进行了表征分析,探讨了其断裂机制,为搅拌摩擦焊在汽车铝轮毂上的应用提供理论基础和试验依据。本论文得到的主要结论如下:(1)在本试验条件下,6061-O铝合金在搅拌摩擦焊后接头硬度比母材有明显的提高,最高点出现在焊核区。无论是先进行T6热处理再搅拌摩擦焊,还是先搅拌摩擦焊再T6热处理,其母材和接头的硬度和力学性能都比O态下有明显的提高。(2)对6061-O铝合金,在较优化的工艺参数下,即旋转速度n为1200 r?min-1和焊接速度v为300 mm?min-1的条件下,获得的搅拌摩擦焊接头力学性能与母材(抗拉强度112 MPa)相当,有的甚至比母材略高,接头试样拉伸时断裂全部发生在母材处,母材和接头拉伸断口都有明显的颈缩,且断口处有大而深的韧窝,为韧性断裂。(3)在FSW前或后的热处理顺序对接头焊接性能有明显的影响:6061-O铝合金经T6热处理后,在较佳的工艺参数下,即焊接速度v=300 mm?min-1和旋转速度n=1200 r?min-1的条件下,FSW接头的抗拉强度为230 MPa,约达母材的85﹪;延伸率为11﹪,约为母材的50﹪;但对于6061-O铝合金FSW后再进行T6热处理的试样,其断裂都发生在接头的焊核中心处,拉伸断口上没有明显的塑性变形,断裂形式为脆性断裂,接头强度都比母材低,最高的也只达到母材的82﹪;而延伸率损失更为严重,最高的只达到5.5﹪,最低的仅为1﹪。