5083铝合金无缝铝管是典型的Al-Mg系合金,具有高的物理性能和机械强度,并有优良的可加工性、抗腐蚀性、可焊接性及低廉的价格等优点,因此被广泛应用于航天、航空,船舶等行业。本文以该合金为研究材料,尝试着采用激光连接代替传统的扩散连接并结合超塑成形的组合技术成形铝合金的多层结构。FSP加工对5083-H321铝合金板材的耐磨性有明显的改善作用。 3.研究了5083-H321铝合金板材与FSP处理后板材试样磨损表面与磨屑的形貌特征,并对摩擦磨损过程中的作用机制进行了探讨。两者的磨损面均出现了磨沟、翻边、凹坑、裂纹、碎屑等形貌特征；其中5083-H321铝合金板材的碎屑含量较多,FSP5083铝合金板材的塑性变形较为严重,磨屑均呈块状,磨屑体积随载荷的增加而增大；通过能谱分析发现摩擦副表面发生了氧化,以及出现了试样对摩擦对偶的粘附现象。磨损的主要作用机制为粘着磨损、磨粒磨损和疲劳磨损。 4.探明了FSP对5083-H321钒合金板材组织特征的影响规律,并对其成形机理进行了分析。FSP5083铝合金的成形性良好,无孔洞、裂纹等缺陷存在,由于热-力作用的差异,FSP5083铝合金组织可分为搅拌区、热力影响[区、热影响区和轴肩作用区等四个区域,各区具有不同于5083铝合金板材的组织特征,其中轴肩作用区的晶粒较5083-H321铝合金出现了明显的细化；5083-H321铝合金无缝铝管主要含有黄铜织构{110}-112和S织构{123}634等织构组分,经FSP处理后,织构主要转变为{11-2}1-10取向,同时在与板材轧面平行的摩擦面中为此,本文详细地对5083铝合金无缝铝管的超塑性及其变形机理、热成形性能、激光焊接性能等方面进行了研究,确定了使该合金获得良好热变形性能和焊接性能的工艺条件。

细晶5083铝合金薄板的极限拉深比(LDR)随凹模温度的升高而明显增大,当凹模温度达到275℃时, LDR达到最大值2.9;当在较佳的凹模温度和不同的拉深速度下进行拉深时,细晶5083铝合金非等温拉深工艺在一定的拉深速度范围内对应变速率不敏感,当拉深速度≤2mm/min时均能拉深成功。 利用3kW的CO2激光器对细晶5083铝合金无缝铝管进行了激光穿透焊实验研究,接头分别采用对接和搭接两种形式。实验结果得出了两种接头下的最佳焊接工艺参数和接头的显微硬度分布规律。无缝铝管对对接焊试样进行高温拉伸结果表明:焊缝强度高于母材,破坏位置出现在母材一侧。对对接焊板材在500℃进行了自由胀形实验,得到了相对胀形高度为0.59的胀形件。从而为激光连接+超塑成形(LBW+SPF)组合技术成形铝合金的多层结构的发展和应用提供了可靠的依据。 初始的商业5083铝合金无缝铝管晶粒比较粗大,其平均晶粒尺寸远大于10μm,通过热机械处理法获得了平均晶粒尺寸为3μm的细晶板。采用透射电镜对细晶5083在150～300℃温度范围内的退火组织演变进行了研究。确定了对组织超塑性有利的合适的退火温度为250℃。