焊接过程中搅拌头的搅拌作用以及摩擦产生的热，会使焊缝各个区域的硬度产生明显的差异。对于同种金属对接接头来说，硬度为近似的W形。焊缝中心是高硬度区域，焊缝两侧的热影响区则是明显的软化区域。对于T形接头来说，在壁板上的硬度分布与对接的相同，但在肋板位置上也存在一个低硬度区域。

对于异种材料T形接头来说，硬度会出现一些特殊情况。例如由6056-T4壁板和7075_- T6肋板组成的T形接头上各取3个不同位置进行显微硬度测试。结果显示不同材料的壁板硬度与肋板硬度差异明显，热影响区硬度显著降低，但在焊核区因两种金属的不均匀混合，出现了多个硬度不同的峰值；肋板位置硬度呈V形分布，如图8-55所示。

对于T形接头来说，由于其结构的特殊性及应用的场所不同，存在多种不同加载方式，如沿肋板（L）方向和壁板（T）方向等。

沿肋板方向拉伸时，材料不同，即使采用同一焊接参数进行焊接所得到的接头力学性能差别很大，对于同一材料采用不同的焊接参数其力学性能也不同。例如采用直径为24mm和12mm的双轴肩搅拌头焊接2024与7175组成的T形接头时，转速为340r/min、焊接速度为50mm/min时抗拉性能最好，可以达到2024的70%，当焊接速度变为100mm/min或减小到35mm/min时，接头的强度均有所下降。对2024和7075异种材料T形接头进行焊接，采用的轴肩为19mm，当焊接参数采用转速为715r/min、焊接速度为50mm/min时，所得焊接接头强度与17mm轴肩对应下的转速为500r/min、焊接速度为25mm/min时强度相当，且这两种不同参数下均无缺陷，因此采用大轴肩可以适当提高焊接速度但仍能达到较高的强度。

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图8-55 T形接头硬度分布

对6082-T6搅拌摩擦焊T形接头抗弯性能与挤压T形件和MIG焊T形接头进行对比，结果表明：虽然采用MIG焊和搅拌摩擦焊所得T形接头的抗弯强度与挤压件相比有所下降，但前两种焊接获得的接头的弹性阈值和塑性要好于挤压T形件。专门探讨焊接参数对抗弯性能影响时，发现搅拌头的前进角对抗弯强度的影响较大。前进角为1.5°和4.5°时抗弯强度都要比3°的低。结合旋转速度和焊接速度影响，当采用倾角为3°、转速为1000r/min、焊接速度为150mm/min时，接头的抗弯性能最好，可以达到挤压件的70%。

对于AA6056T-4壁板和AA7075-T6肋板组成的T形接头，沿壁板方向加载时，由于接头中混有高硬度的7075铝合金，T形接头的韧性明显下降，但T形接头的屈服强度系数为6056屈服强度的81.8%，为6056抗拉强度的73.2%，与6056对接接头系数的81.5%和76.9%类似；垂直于壁板方向加载时，T形接头所能承受的最大弯曲载荷只有6056对接的一半。同时疲劳试验显示，应力比R=0.1下的疲劳强度与母材的疲劳强度相比明显下降，与对接接头相比同样降低。其原因是与T形结构中存在的固有应力集中有关。如果要改善T形接头的疲劳性能，则需要进行焊后热处理。